È difficile vivere nel mondo moderno senza sentire riferimenti agli acidi, che sono spesso descritti nei settori farmaceutico e altre pubblicità come aggressori liquidi decisi a cancellare e danneggiare ogni sorta di cose, dalla pelle ai vestiti a mobilia. Senza dubbio hai visto annunci per prodotti chiamati antiacidi, che sono progettati per affrontare gli effetti dell'acido prodotto nello stomaco.
Gli acidi hanno vari gradi di forza o acidità. La scala bizzarra ma fondamentalmente semplice nota come scala del pH è una misura di quanto sia acida una soluzione acquosa o, in una diversa inquadratura dello stesso scenario chimico, quanto sia basica o alcalina.
Per determinare il pH di una soluzione acquosa (cioè una sostanza disciolta in acqua), è necessario conoscere solo la concentrazione di ioni idrogeno (H+) in quella soluzione, o il suo molarità. Ma a parte il pH, cosa sono le moli, la molarità e gli acidi, comunque?
Informazioni su acidi e basi Base
Gli acidi sono molecole che possono donare protoni. Un semplice esempio è l'acido cloridrico, HCl. Questa molecola cede prontamente il suo componente H+ in soluzione acquosa ed è a
acido forte. Altri acidi, come l'acido carbonico (H2CO3), cedono i loro protoni con più riluttanza e vengono chiamati acidi deboli. Quando un acido (HA) dona un protone (H+), si dice che è ionizzato, con i prodotti che sono H+ e ciò che rimane (generalmente A−; nel caso dell'acido carbonico, HCO3−).Gli acidi forti hanno valori di pH bassi. L'acqua è neutra, con un pH di 7; forte basi, o accettori di protoni (come l'idrossido di sodio, NaOH) hanno valori di pH elevati, alcuni vicini a 14,0.
Nei e Molarità
Per scopi di chimica acido-base, è più appropriato misurare la concentrazione di soluti in talpe, o singole particelle (ad es. atomi, molecole), per unità di volume anziché massa per unità di volume. Questo perché gli atomi reagiscono tra loro in proporzioni note in un modo non correlato alla massa atomica.
Una mole (1 mol) di qualsiasi cosa è 6.02 × 1023 particelle; 1 mole in un volume di 1 L ha una molarità di 1,0. Quindi 6 mol di NaCl in 8 L di soluzione acquosa hanno una molarità di 6 mol/8 L = 0,75; 6 moli della molecola molto più massiccia di adenosina trifosfato disciolta in 8 L hanno più massa ma hanno la stessa molarità, 0,75 M.
Qual è la formula del pH?
L'equazione del pH è più spesso scritta nella forma
pH = -log_{10}[H^{+}]
Qui, la quantità tra parentesi è la molarità degli ioni H+ nella soluzione. Quindi, se conosci la molarità, puoi ottenere il valore del pH e viceversa.
Esempi di calcoli del pH
Per passare dalla molarità al pH, usa la calcolatrice o uno strumento simile per portare il logaritmo in base 10 (la base predefinita) della molarità, inverti il segno per ottenere un valore positivo e il gioco è fatto!
Esempio: Se la molarità di una soluzione acquosa è 6,3 × 10-5 M, qual è il pH?
pH = −log[6,3 × 10-5] = 4.2.
Puoi anche calcolare la concentrazione da pH e pKun, quest'ultimo essendo derivato dal costante di dissociazione acidaKun. Più alto è il Kun per un particolare acido, più forte è l'acido. il pKun per ogni acido è il pH al quale metà dell'acido è stato ionizzato (cioè, quando metà dei protoni "acidi" sono stati scaricati nella soluzione).
L'equazione di interesse è nota come Equazione di Henderson-Hasselbach ed è scritto:
pH = pKa + log_{10}\dfrac{[A^{-}]}{[HA]}
Ciò significa che dato il pK. di un acidoun e la relativa concentrazione di anione e acido "intatto", è possibile determinare il pH. Kun i valori possono essere facilmente cercati online e puoi trovare il pKa usando la stessa operazione del pH se non è elencato.
Calcolatore di pH e pOH online
Vedere le risorse per uno strumento web che consente di determinare il pH di varie soluzioni acide e basiche. Puoi usarlo per farti un'idea delle relazioni tra le diverse forze acide, la concentrazione e il pH individuali.
