Le scale utilizzate per calcolare pH e pOH sono facce opposte della stessa medaglia. Mentre uno ti dice la concentrazione di ioni idrogeno (idronio), l'altro ti dice la concentrazione di ioni idrossido.
Di solito, il pH è riportato su una scala 0-14 (sebbene non sia una scala assoluta). Potresti avere familiarità con il fatto che a un valore di pH basso una sostanza è considerata acida e ad un valore di pH elevato una sostanza è considerata basica. Questo articolo mostra perché è così e come calcolare sia il pH che il pOH.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Per calcolare il pH, prendi il log negativo della concentrazione di ioni idronio. Per trovare il pOH, sottrarre semplicemente il pH da 14.
Per calcolare il pOH, prendi il log negativo della concentrazione dello ione idrossido. Per trovare il pH, sottrarre semplicemente pOH da 14.
Cosa misurano pH e pOH?
Quando un acido forte viene aggiunto all'acqua, c'è un aumento della quantità di ioni idronio (H3oh+). Questo perché lo ione idrogeno associato all'acido si dissocia dall'acido e si associa a una molecola d'acqua. Dai un'occhiata al seguente esempio per HCl che è un acido molto forte:
Il pH ti dà un'indicazione della concentrazione di H3oh+ nella soluzione mentre il pOH ti dà un'indicazione della concentrazione di OH-. Ma come si ottengono effettivamente questi numeri e cosa significano?
Come si calcolano pH e pOH?
La "p" in pH e pOH indica "-log." L'H o l'OH in pH e pOH indicano la concentrazione di entrambi gli ioni idronio (H3oh+) o ioni idrossido (OH-). Quindi, il pH misura la concentrazione di ioni idronio, mentre pOH misura la concentrazione di ioni idrossido.
Solo gli acidi e le basi forti si dissociano completamente in acqua. Di conseguenza, se ti viene data la concentrazione dell'acido, conosci anche la concentrazione degli ioni idronio.
Supponiamo di avere una soluzione 0,001 M di HCl. Poiché l'acido si dissocia completamente, ciò significa che anche la concentrazione di ioni idronio è 0,001 M. Per trovare il pH, prendi il log negativo:
Così,
Il pOH è il log negativo della concentrazione di ioni idrossido. Ma in base all'equazione sopra, non sai nulla degli ioni idrossido, quindi cosa fai?
Infatti, per ragioni che hanno a che fare con la costante di dissociazione dell'acqua a 25 gradi C (che esulano dallo scopo di questo articolo):
Ciò significa che se conosci il pH o il pOH, conosci l'altro!
Quindi, se il pH della tua soluzione acida è tre, puoi inserirlo nell'equazione sopra per trovare il pOH:
Così,
Per una soluzione 0,001 M di HCl, il pH è tre e il pOH è 11.
Puoi anche fare il calcolo inverso. Supponi di avere una base forte con un pH di 13. Cos'è il pOH?
Il pOH è quindi:
Identificazione di soluzioni acide e basiche
Come puoi dire a colpo d'occhio se una soluzione è acida o basica in base a questi numeri?
Bene, la scala del pH è un modo conveniente per parlare di acidi e basi. Un numero sulla scala del pH ti dice qualcosa su quella soluzione.
- A pH < 7 la soluzione è considerata acida a causa dell'elevata concentrazione di ioni idrogeno.
- A pH > 7 la soluzione è considerata basica a causa della bassa concentrazione di ioni idrogeno.
- A pH = 7, la soluzione è considerata neutra perché la concentrazione di ioni idrogeno e idrossido è la stessa.