La diluizione è una tecnica di laboratorio comune che la maggior parte degli studenti di scienze incontra quando desidera ottenere una concentrazione specifica di una soluzione. Ma è anche quello che fai quando aggiungi acqua al cibo e alle bevande a casa per renderle più a tuo piacimento. La diluizione influisce su molte proprietà di una soluzione, incluso il suo livello di pH.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
La diluizione rende una soluzione acida più alcalina e una soluzione alcalina più acida. Per calcolare l'effetto della diluizione sul pH, si determina la concentrazione di ioni idrogeno e la si converte in pH utilizzando una semplice formula di lavoro.
Significato di diluizione
Per diluire una soluzione acquosa, è sufficiente aggiungere acqua. Ciò aumenta la proporzione del solvente o del materiale liquido da diluire rispetto a quella del soluto o del componente disciolto nel solvente. Ad esempio, se diluisci l'acqua salata, la soluzione conterrà la stessa quantità di sale, ma la quantità di acqua aumenterà.
Significato di pH
La scala del pH misura quanto è acida o alcalina una sostanza. Va da 0 a 14, con un pH di 7 neutro, un pH inferiore a 7 acido e un pH superiore a 7 alcalino. La scala è logaritmica, il che significa che ogni valore di pH intero inferiore a 7 è dieci volte più acido del successivo valore superiore. Ad esempio, il pH 3 è dieci volte più acido di pH 4 e 100 volte più acido di pH 5.
Lo stesso vale per valori di pH superiori a 7. Ogni valore è dieci volte più alcalino del successivo valore intero inferiore. Ad esempio, il pH 9 è dieci volte più alcalino di pH 8 e 100 volte più alcalino di pH 7. L'acqua pura o distillata ha un pH di 7, ma quando si aggiungono sostanze chimiche all'acqua, la soluzione può diventare acida o alcalina. Il livello di pH di una soluzione è una misura della sua concentrazione di ioni idrogeno. Le soluzioni con un'alta concentrazione di ioni idrogeno hanno un pH basso e le soluzioni con una bassa concentrazione di ioni H+ hanno un pH elevato.
Diluire un acido
Le sostanze acide includono caffè nero, acido della batteria e succo di limone. La diluizione di un acido diminuisce la concentrazione di ioni H+(aq), che aumenta il livello di pH della soluzione verso 7, rendendola meno acida. Tuttavia, il livello di pH di una soluzione acida non può diventare maggiore di 7, perché l'acqua che aggiungi per diluirla non è alcalina.
Diluire un Alcali
Le sostanze alcaline includono ammoniaca, lievito e candeggina. La diluizione di un alcali diminuisce la concentrazione di ioni OH-(aq), che abbassa il livello di pH della soluzione verso 7, rendendola meno alcalina. Tuttavia, il livello di pH di una soluzione alcalina non può diventare inferiore a 7, perché l'acqua che aggiungi per diluirla non è acida.
Calcolo dell'effetto del pH della diluizione
Il livello di pH di una soluzione è una misura della sua concentrazione di ioni idrogeno. Le soluzioni con un'alta concentrazione di ioni idrogeno hanno un pH basso e le soluzioni con una bassa concentrazione di ioni H+ hanno un pH elevato. Una semplice definizione operativa di pH è pH = - log[H+], dove [H+] è la molarità dello ione idrogeno. Un logaritmo di un numero è semplicemente l'esponente quando scrivi quel numero come potenza di dieci. La definizione di pH risolto per la molarità degli ioni idrogeno è quindi [H+] = 10-pH. Ad esempio, la molarità degli ioni idrogeno in una soluzione a pH 6 è 10-6 m. Utilizzare questo calcolo per stimare la concentrazione di ioni idrogeno prima della diluizione.
Dopo la diluizione, misurare il nuovo volume della soluzione. Ad esempio, se diluisci la soluzione a quattro volte il suo volume originale, la concentrazione si ridurrà a un quarto. Se il volume originale è V1 e il volume totale dopo la diluizione è V4, la concentrazione finale sarà V1/V4 volte la concentrazione originale. È quindi possibile riconvertire la concentrazione di ioni idrogeno in pH utilizzando pH = - log[H+].
