Razrjeđivanje je uobičajena laboratorijska tehnika s kojom se susreće većina studenata znanosti kada želi postići određenu koncentraciju otopine. Ali to je i ono što radite kada dodate hranu hrani i piću kod kuće kako biste ih učinili po svom ukusu. Razrjeđivanje utječe na mnoga svojstva otopine, uključujući razinu pH.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Razrjeđivanjem kisela otopina postaje alkalnija, a alkalna otopina kiselijom. Da biste utvrdili pH učinak razrjeđivanja, odredite koncentraciju vodikovih iona i pretvorite je u pH pomoću jednostavne radne formule.
Značenje razrjeđenja
Da biste razrijedili vodenu otopinu, jednostavno joj dodajte vodu. To povećava udio otapala ili tekućeg materijala za razrjeđivanje u usporedbi s udjelom otopljene tvari ili komponente otopljene u otapalu. Na primjer, ako razrijedite slanu vodu, otopina će sadržavati istu količinu soli, ali količina vode će se povećati.
Značenje pH
Ljestvica pH mjeri koliko je tvar kisela ili alkalna. Kreće se od 0 do 14, s pH od 7 neutralnim, pH nižim od 7 kiselim i pH višim od 7 alkalnim. Ljestvica je logaritamska, što znači da je svaka cijela pH vrijednost ispod 7 deset puta kiselija od sljedeće veće vrijednosti. Primjerice, pH 3 je deset puta kiseliji od pH 4 i 100 puta kiseliji od pH 5.
Isto vrijedi i za pH vrijednosti iznad 7. Svaka je vrijednost deset puta lužnatija od sljedeće niže cjelovite vrijednosti. Primjerice, pH 9 je deset puta lužnatiji od pH 8 i 100 puta lužniji od pH 7. Čista ili destilirana voda ima pH 7, ali kad u vodu dodate kemikalije, otopina može postati kisela ili alkalna. Razina pH otopine mjera je koncentracije vodikovih iona. Otopine s visokom koncentracijom vodikovih iona imaju nizak pH, a otopine s niskom koncentracijom H + iona imaju visok pH.
Razrjeđivanje kiseline
Kisele tvari uključuju crnu kavu, baterijsku kiselinu i limunov sok. Razrjeđivanjem kiseline smanjuje se koncentracija H + (vodnih) iona, što povećava razinu pH otopine prema 7, čineći je manje kiselom. Međutim, razina pH kisele otopine ne može postati veća od 7, jer voda koju dodate za razrjeđivanje nije alkalna.
Razrjeđivanje lužine
Alkalne tvari uključuju amonijak, prašak za pecivo i izbjeljivače. Razrjeđivanjem lužine smanjuje se koncentracija OH- (aq) iona, što smanjuje pH razinu otopine prema 7, čineći je manje alkalnom. Međutim, razina pH alkalne otopine ne može postati niža od 7, jer voda koju dodate za razrjeđivanje nije kisela.
Izračunavanje pH učinka razrjeđivanja
Razina pH otopine mjera je koncentracije vodikovih iona. Otopine s visokom koncentracijom vodikovih iona imaju nizak pH, a otopine s niskom koncentracijom H + iona imaju visok pH. Jednostavna radna definicija pH je pH = - log [H +], gdje je [H +] molarnost vodikovih iona. Logaritam broja jednostavno je eksponent kada taj broj zapišete kao stepen deset. Definicija pH za molarnost vodikovih iona riješena je tada [H +] = 10-pH. Na primjer, molarnost vodikovih iona u otopini pH 6 je 10-6 M. Koristite ovaj izračun za procjenu koncentracije vodikovih iona prije razrjeđivanja.
Nakon razrjeđenja izmjerite novi volumen otopine. Na primjer, ako otopinu razrijedite na četiri puta veći od prvobitnog volumena, koncentracija će se smanjiti na jednu četvrtinu. Ako je izvorni volumen V1, a ukupni volumen nakon razrjeđivanja V4, konačna koncentracija bit će V1 / V4 puta veća od izvorne koncentracije. Zatim možete pretvoriti koncentraciju vodikovih iona natrag u pH pomoću pH = - log [H +].