קשה לחיות בעולם המודרני מבלי לשמוע התייחסויות לחומצות, המוצגות לעיתים קרובות בתרופות ו פרסומות אחרות בתור תוקפניות נוזליות שמטרתן למחוק ולהזיק לכל מיני דברים, החל בעור ועד לבגדים ועד רְהִיטִים. ללא ספק ראית מודעות עבור מוצרים הנקראים נוגדי חומצה, אשר נועדו להתמודד עם השפעות החומצה המיוצרת בקיבה.
לחומצות דרגות חוזק שונות, או חומציות. הסולם המשונה אך הפשוט ביסודו המכונה סולם pH הוא מדד עד כמה תמיסה מימית חומצית, או, במסגרת שונה של אותו תרחיש כימי, עד כמה הוא בסיסי או אלקליין.
כדי לקבוע את ה- pH של תמיסה מימית (כלומר חומר מומס במים), עליך לדעת רק את ריכוז יוני המימן (H+) בפתרון זה, או שלו מולריות. אבל מלבד pH, מה בכלל שומות, מולריות וחומצות?
עובדות על חומצות ובסיסים
חומצות הן מולקולות שיכולות לתרום פרוטונים. דוגמה פשוטה היא חומצה הידרוכלורית, HCl. מולקולה זו מוותרת בקלות על רכיב H + שלה בתמיסה מימית והיא a חומצה חזקה. חומצות אחרות, כגון חומצה פחמנית (H2שיתוף3), לוותר על הפרוטונים שלהם בחוסר רצון יותר ונקרא חומצות חלשות. כאשר חומצה (HA) תורמת פרוטון (H +), נאמר שהיא מיוננת, כשהמוצרים הם H + וכל מה שנשאר (באופן כללי A−; במקרה של חומצה פחמנית, HCO3−).
לחומצות חזקות ערכי pH נמוכים. המים הם ניטרליים, עם pH של 7; חָזָק בסיסים, או מקבלי פרוטונים (כגון נתרן הידרוקסיד, NaOH) הם בעלי ערכי pH גבוהים, חלקם קרובים ל 14.0.
שומות ומולאריות
למטרות כימיה בסיס חומצית, יותר נכון למדוד את ריכוז המומס ב שומות, או חלקיקים בודדים (למשל, אטומים, מולקולות), ליחידת נפח ולא מסה ליחידת נפח. הסיבה לכך היא כי אטומים מגיבים זה עם זה בפרופורציות ידועות באופן שאינו קשור למסה האטומית.
שומה אחת (1 מול) של כל דבר היא 6.02 × 1023 חלקיקים; 1 מול בנפח 1 ליטר יש מולריות של 1.0. לפיכך 6 mol של NaCl ב 8 ליטר של תמיסה מימית יש טוחנות של 6 mol / 8 L = 0.75; 6 מולקולות של מולקולה אדנוזין טריפוספט מסיבית הרבה יותר המומסת ב 8 ליטר יש יותר מסת אבל יש אותה מולאריות, 0.75 מ '.
מהי פורמולת ה- pH?
משוואת ה- pH נכתבת לרוב בצורה
pH = -log_ {10} [H ^ {+}]
כאן, הכמות בסוגריים היא הטוחנות של יוני H + בתמיסה. לפיכך, אם אתה יודע את הטוחנות, אתה יכול לקבל את ערך ה- pH ולהפך.
דוגמאות לחישובי pH
כדי לעבור ממולריות ל- pH, השתמש במחשבון שלך או בכלי דומה כדי להעביר את הלוגריתם לבסיס 10 (בסיס ברירת המחדל) של המולריות, הפוך את הסימן כדי לקבל ערך חיובי, וסיימת!
דוגמא: אם הטוחיות של תמיסה מימית היא 6.3 × 10-5 M, מה ה- pH?
pH = −log [6.3 × 10-5] = 4.2.
ניתן גם לחשב ריכוז מ- pH ו- pKא, האחרון נגזר מה- קבוע דיסוציאציה חומציתקא. ככל שה- K גבוה יותרא עבור חומצה מסוימת, ככל שהחומצה היא חזקה יותר. ה- pKא שכן כל חומצה היא ה- pH שבו מחצית החומצה מיוננת (כלומר, כאשר מחצית מהפרוטונים "החומציים" הוזרמו לתמיסה).
משוואת העניין ידועה בשם משוואת הנדרסון-האסלבך וכתוב:
pH = pKa + log_ {10} \ dfrac {[A ^ {-}]} {[HA]}
משמעות הדבר היא כי נתון pK של חומצהא ואת הריכוז היחסי של אניון וחומצה "שלמה", אתה יכול לקבוע את ה- pH. קא ניתן לחפש בקלות ערכים באופן מקוון, ואתה יכול למצוא את ה- pKa באמצעות אותה פעולה כמו עבור pH אם הוא לא מופיע ברשימה גם כן.
מחשבון pH ו- pOH מקוון
עיין במשאבים לכלי אינטרנט המאפשר לך לקבוע את ה- pH של פתרונות חומציים ובסיסיים שונים. אתה יכול להשתמש בזה כדי להשיג תחושה של היחסים בין חוזקות חומצה בודדות, ריכוז ו- pH שונים.