סולם ה- pH נע בין 0 ל -14 והוא מדד לחומציות או לבסיסיות. בכיתה או במעבדה, ישנם יתרונות רבים לדעת את ה- pH של חומר. ניתן להשתמש ב- pH כדי לקבוע מהו חומר וכיצד הוא יגיב בנסיבות מסוימות.
ניתן להשתמש בו גם לקביעת ריכוז היונים של הידרוניום או הידרוקסיד, מה שיכול להוביל לקביעת ריכוז היונים האחרים בתמיסה.
אתה יכול להשתמש במשוואת ה- pH שלמטה כדי לבצע את החישוב לפתרון לא ידוע.
יוני מימן (H +) בתמיסות מימיות יוצרים קשרים עם מולקולות מים ליצירת יוני הידרוניום (H3O +).
2 H2O ==> H3O + + אה -
משוואת pH
המשוואה הבאה היא מצרך בסיסי ושימושי בכימיה וניתן לראות בה קצת מחשבון pH. אם אתה יודע את ה- pH, אתה יכול לפתור את ריכוז יון ההידרוניום ולהפך, אתה יכול לפתור את ה- pH אם אתה יודע את הריכוז של יוני הידרוניום.
pH = - יומן [H3O +]
ה- pH של התמיסה שווה לוגריתם השלילי של ריכוז יון ההידרוניום (H3O +).
דוגמה 1: מצא pH מ- [H3O +].
במדגם 1.0 ליטר של 0.1 M חומצה הידרוכלורית (HCl) ריכוז יוני ההידרוניום הוא 1 × 10-1. מהו ה- pH?
pH = - יומן [H3O +]
pH = - יומן (1 × 10-1 )
pH = - (- 1)
pH = 1
המרת pH
דוגמה 2: מצא [H3O +] מ- pH
אם ה- pH של התמיסה הוא 4.3. מהו ריכוז יוני הידרוניום?
הצעד הראשון הוא לעשות לסדר מחדש ה משוואה:
[H3O +] = 10−pH
[H3O +] = 10−4.3 [H3O +] = 5.01 × 10-5
דוגמה 3: מה אם זה בסיס?
השתמש בקבוע תוצר היונים למים (Kw).
קוו = 1 × 10-14 = [H3O +] × [OH]
[H3O +] = (1 × 10-14 ) / [OH-]
מה ה- pH של תמיסה אם [OH-] = 4.0 x 10-11 M?
שלב 1
[H3O +] = (1 × 10-14 ) / [OH-]
[H3O +] = (1 × 10-14 ) / (4.0 x 10-11 )
[H3O +] = 0.25 × 10-3
שלב 2
pH = - יומן [H3O +]
pH = - יומן (0.25 × 10-3 )
pH = - (- 3.60)
pH = 3.60
נתונים משמעותיים
למרות שהכללים לקביעת נתונים משמעותיים הם נוקשים למדי, חישובי ה- pH הם מעט מיוחדים בכך שרק המספרים ל מימין לעשרוני נספרים כתאנים!
קבוע דיסוציאציה של חומצה (Ka)
קבוע דיסוציאציה של חומצה הוא החלק של חומצה בצורה מיוננת. לחומצות חלשות יש K קטןא ערכים מכיוון שרוב החומצה נותרת ללא ניתוק. חומצה פחמנית היא דוגמה טובה לחומצה חלשה. משוואת שיווי המשקל היא:
ה2שיתוף3 (aq) ↔ HCO3 (aq) − + H+ (aq) קא = 4.3 x 10-7
מכיוון שחומצה פחמנית היא חומצה דיפרוטית, ויכולה לתרום ח 'נוסף+משוואת הדיסוציאציה השנייה היא:
HCO3(aq)− ↔ CO32−(aq) + H+ (aq) קא = 4.8 x 10-11
לחומצות חזקות קבועי דיסוציאציה גדולים; הם מתנתקים לחלוטין במים. חומצה חנקתית היא דוגמה טובה לחומצה חזקה. משוואת שיווי המשקל לחומצה חנקתית היא:
HNO3 (aq) ↔ NO2− + H+ קא = 40
ה- Kא הערך 40 משמעותי משמעותית מזה של חומצה פחמנית, שהיה 4.3 x 10-7.