L'acqua ha molte proprietà utili e interessanti, e alcune di queste sono evidenti a colpo d'occhio. È chiaro che il mondo è composto da molta acqua, ma quasi nessuna acqua che vedi è "solo" acqua. Alcune acque, come quelle del rubinetto, hanno un aspetto cristallino e contengono solo una piccola quantità di impurità, mentre la maggior parte dell'acqua degli stagni e degli oceani ha materia visibile disciolta o sospesa in essa.
Un'altra proprietà interessante dell'acqua è quella in termini di pH, un termine popolare negli annunci di shampoo e su test di chimica, si trova proprio nel mezzo della scala: non è né un acido né una base e perfettamente neutro. Continua a leggere per scoprire cosa significa in termini di matematica della formula del pH e le definizioni di acidi e basi in chimica.
Cosa sono gli acidi e le basi?
Il termine pH è associato a acidità. Acidi sono composti capaci di donare un protone, o ione idrogeno (H+), in soluzione acquosa, lasciando dietro di sé un anione (ione caricato negativamente) detto base coniugata e generando un idronio (H
3Ione O+) in acqua. Acidi forti come HCl donano i loro protoni anche quando una soluzione è già relativamente ricca di protoni. Gli acidi deboli cedono i loro in soluzioni più vicine al pH neutro, un valore di 7,0.basi sono composti che possono accettare protoni, o equivalentemente in soluzioni acquose, donare un gruppo ossidrile (–OH). Una base forte come NaOH può farlo anche in presenza di un'alta concentrazione di ioni ossidrile (o una bassa concentrazione di ioni H+). Le basi deboli, come gli acidi deboli, tendono a non ionizzare finché il pH non è vicino alla neutralità.
Qual è il significato del pH?
Mentre il pH si riferisce a una misura di acidità (o alcalinità, chiamata anche basicità) in realtà sta per pouvoir hydrogenem, o "potenza dell'idrogeno" in francese. Nelle aree della chimica, la "p" piccola è un operatore che significa "prendi il logaritmo negativo di".
Matematica a parte, è una scala che comprime la gamma molto ampia di concentrazioni di idronio e idrossido osservate nell'acqua in una scala che va da 0 a 14 per scopi pratici.
Una soluzione con un pH di 1,0 è fortemente acida e ha un [H+] concentrazione 10 volte superiore a una soluzione con pH 2,0, 100 volte superiore a una soluzione con pH 3,0 e 1.000 volte superiore a una soluzione con un pH di 4.0. Ciò è dovuto alle qualità dei logaritmi, come vedrai tra un paio di esempi.
Qual è l'equazione del pH di base?
La formula del pH assume più spesso la forma pH = –log[H+], dove [H+] è la concentrazione in moli per litro (mol/L, o M). Esiste una formula equivalente per la concentrazione di ioni idrossido:
pOH = –[OH–]
Esempio: Qual è il pH di una soluzione con un [H+] di 2,8 × 10–3 M?
pH = –log[2,8 × 10–3] = 2.55
L'acqua stessa è un acido o una base?
L'acqua ha un pH di 7,0; per ogni ione H+ che "si libera", uno OH– lo ione esiste per bilanciarlo. L'acqua è così anfotero, o in grado di agire sia come acido che come base (pur non essendo particolarmente "bravo" in nessuno dei due).
Il autoionizzazione dell'acqua è rappresentato dall'espressione Kw= [H3O+][OH−] = 1.0 × 10−14, dove Kw è la costante dell'acqua. Perché pKw= –log[Kw] e Kw è la costante 1.0 × 10−14, pKw = 14, che determina la scala del pH stranamente numerata.
Più in generale, Kw è rappresentato dalla costante di dissociazione per gli acidi Kun, che varia da specie a specie.
Calcola pH: calcolatrice o strumento online
Non devi fare problemi di pH o pKun problemi che coinvolgono l'acqua nella tua testa; puoi utilizzare la funzione di registro di una calcolatrice standard o visitare una pagina come quella nelle Risorse che consente di inserire diversi valori di pH per una varietà di acidi diversi in diverse concentrazioni in soluzione.
