რა არის Ph მასშტაბის მნიშვნელობა?

მათთვისაც კი, ვინც ამჯობინებს თავიდან აიცილოს მეცნიერების ცოდნა, რთული იქნება სამყაროზე მოლაპარაკება, თუ არ ისმენენ რეგულარულად ცნობებს pH- ზე. თუ არ უნდა იცოდეთ რა არის ქიმიის კლასში, სავარაუდოდ ნახავთ მითითებებს pH დონეზე და მასთან დაკავშირებულ ტერმინებს, როგორიცაა მჟავიანობა და ტუტე, თუ მხოლოდ შამპუნის რამდენიმე რეკლამას უყურებთ.

pH მასშტაბი ქიმიკოსების მიერ შემუშავებული იარაღია იმის დასადგენად, თუ რამდენად მჟავეა (ან ტუტე, ”მჟავე” -ს საწინააღმდეგო) ხსნარი. იგი გამოიყენება ყოველდღე უამრავ გამოყენებაში, იმის შემოწმებიდან არის თუ არა ქლორის დონე თქვენს ცხელ აბაზანაში სადაც ეს უნდა იყოს ბიოქიმიკოსების მიერ მჟავიანობის გავლენის ქვეშ მყოფი რეაქციების იდეალური პირობების დადგენის საშუალება მოხდეს

PH მასშტაბი, როგორც ფიზიკის მეცნიერებაში გამოყენებული მრავალი ინსტრუმენტი, არ არის ის, რასაც თქვენ "ინტუიციურ" სკალას უწოდებთ, მაგალითად, ის 0-დან 10-მდე ან 1-დან 100-მდე, რომელიც გამოიყენება ვიქტორინის ტიპური ქულების ან პროცენტული მაჩვენებლებისთვის. მას შემდეგ, რაც ღრმად შეაფასებთ იმას, თუ რას ნიშნავს ეს რიცხვი წყალხსნარში მოლეკულების ქცევის თვალსაზრისით (მოლეკულები დაიშალა წყალში კომპონენტურ ატომებად და მოლეკულებად), მთლიანი სქემა არა მხოლოდ აქვს აზრი, არამედ ახალ კარებს ხსნის ქიმია.

PH აბრევიატურა ნიშნავს "წყალბადის იონის პოტენციალს". ტერმინი დანიელმა ბიოქიმიკოსმა გამოიყენა სორენ სორენსონი, რომელმაც განსაზღვრა "p", როგორც ინსტრუქცია წყალბადის იონის კონცენტრაციის ლოგარითმის უარყოფითი მიღების შესახებ, დაწერილი [H⁺]. pH არის უარყოფითი ლოგარითმი მოლარულობა H- ს, რომელიც არის მთლიანი იონების საზომი ერთეულის მოცულობაზე და არა მასაზე.

მათემატიკურად, pH განსაზღვრებაა

ფიზიკურ მეცნიერებათა დიდ ნაწილში "კონცენტრაციის" იდეა ნაწილაკების მასებზე უფრო ვრცელდება, ვიდრე მათ სხვა თვისებებზე. მაგალითად, თუ 5,85 გრამი (გ) უბრალო მარილი (ნატრიუმის ქლორიდი, ან NaCl) გახსნილია 1000 მილილიტრში ან მლ (1 ლიტრი ან ლ) წყალში (H₂ო), შეგიძლიათ ამ შემთხვევაში წყალში ნატრიუმის ქლორიდის კონცენტრაცია გამოხატოთ 5,85 გ / ლ, ან 5,85 მგ / მლ, ან სხვა ექვივალენტური ერთეული.

ქიმიაში, მნიშვნელოვანი ნივთიერების "რაოდენობა" არის არა რამდენი გრამი ან კილოგრამი, მაგრამ რამდენი ინდივიდუალური ატომი ან მოლეკულაა. ეს იმიტომ ხდება, რომ ატომები და მოლეკულები რეაგირებენ ერთმანეთთან, ატომური და მოლეკულური კოეფიციენტების საფუძველზე და არა მასობრივი კოეფიციენტების საფუძველზე.

სხვადასხვა სახის ატომებს (ეს არის სხვადასხვა ელემენტები) აქვთ სხვადასხვა მასა, გრამების რაოდენობით 1 მოლი (6.02 × 10²³ ცალკეული ნაწილაკები) მოცემულია ელემენტის "ყუთში" ელემენტების პერიოდულ ცხრილში (იხ. რესურსები).

მაგალითად, H– ის ერთი მოლეკულა₂O- ს აქვს ორი წყალბადის ატომი და ერთი ჟანგბადის ატომი. თითოეულ H- ს აქვს დაახლოებით 1 გ მასა, ხოლო O ატომის მასა 16 გრამზე ნაკლებია. ამრიგად, მაშინ, როდესაც წყლის მოლეკულის 16/18 = 88.9 პროცენტი ჟანგბადისგან შედგება, წყალს ყოველთვის აქვს H და O ატომების 2 – ის 1 თანაფარდობა.

ეს კონცეფცია გამოიყენება დასადგენად მოლური კონცენტრაციაან moles ლიტრზე, დანიშნული მ. როგორც ეს ხდება, Na- ს მოლური მასა 23,0 გ, ხოლო ქლორის 35,5 გ, ასე რომ, 1 მოლ (1 მოლი, გამოთვლებით) NaCl– ს მასა 58,5 გ. 5,85 გ არის ამის მეათედი, ამიტომ 5,85 გ NaCl / 1 L = 0,1 მ NaCl ხსნარი,

თუ არ იცნობთ ლოგარითმებს, ან ჟურნალებს, იფიქრეთ, რომ ისინი წარმოადგენენ რაოდენობის ჭეშმარიტი ცვალებადობის შეკუმშვის მარტივ გზებს უფრო მათემატიკურად რელატირებად ფორმაში. ჟურნალები არის არა-ზედწერილი ფორმით დამუშავებული ექსპონატები, რაც მოითხოვს მათემატიკურ მონაკვეთს და ჩვეულებრივ კალკულატორს.

ნაწილი, რომელიც თქვენ უნდა იცოდეთ, არის ის წყალბადის იონების კონცენტრაციის 10 ზრდის ყოველი ფაქტორისთვის, pH შემცირდება 1 მთელი ერთეულით და პირიქით. ეს ნიშნავს, რომ 5,0 pH- ის მქონე ხსნარს ათჯერ აღემატება [H⁺] ხსნარის pH 6.0 და 1/1000-ე [H⁺] 3.0-pH ხსნარის.

• როგორც მჟავის სიძლიერე (ეს არის ცალკეული მჟავების თანდაყოლილი თვისებები), ასევე მჟავას კონცენტრაცია (რომლის შეცვლა შეგიძლიათ ლაბორატორიაში) განსაზღვრავს ხსნარის pH– ს.

როგორც აღინიშნა, სუფთა წყალბადის იონების 1 მოლარული (1 მ) ხსნარი (ასოცირებული ანიონის გარეშე) აქვს pH 0. ეს ბუნებაში არ ჩანს და გამოიყენება pH– ს გაზომვის საცნობარო წერტილად ელექტროდის გამოყენებით, რომელიც არის pH მრიცხველის ნაწილი. ეს არის დაკალიბრებული ძაბვის სხვაობების გადასათვლელად სარეფერენციო ხსნარსა და ინტერესთა ხსნარს შორის ამ მნიშვნელობის pH მნიშვნელობად.

1 მოლი იონების ლიტრზე ნიშნავს დაახლოებით 6,02 × 10²³ ინდივიდუალური მოლეკულები ან ატომები (ანუ ინდივიდუალური ნაწილაკები) თითო ლიტრი ხსნარში.

PH– ის საერთო მნიშვნელობებში შედის დაახლოებით 1,5 კუჭის მჟავა, დაახლოებით 2 ცაცხვის წვენი, 3,5 ღვინო, 7 სუფთა წყალი, დაახლოებით 7,4 ადამიანის ჯანმრთელი სისხლი, 9 მათეთრებელი და 12 საყოფაცხოვრებო ამიაკი. ეს უკანასკნელი ორი ნაერთი მკაცრად ფუნდამენტურია და მათ შეუძლიათ ფიზიკური ზიანის მიყენება, ისევე როგორც მჟავას, თუმცა განსხვავებული მექანიზმით.

სისხლში ცირკულირებადი ანიონი ე.წ. ბიკარბონატი (HCO³⁻), რომელიც წარმოიქმნება წყლისა და ნახშირორჟანგისგან, სისხლს გარკვეულწილად ტუტე უნარჩუნებს და "ბუფერის" როლს ასრულებს H⁺ იონები სწრაფად გროვდება სისხლში, როგორც სუნთქვის შეწყვეტის დროს ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში.

თქვენ ალბათ ნახეთ "ანტაციდების" რეკლამა, რომლებიც არის ნივთიერებები, რომლებიც მჟავებისგან განსხვავებით, შეუძლია მიიღოს პროტონები, ხშირად ჰიდროქსილის (−OH) ჯგუფის შემოწირულობით, რომლებიც იღებენ პროტონს წყლის წარმოქმნით მოლეკულა.

შედეგად მიღებული H + იონების კუჭი მარილმჟავასგან, რომელსაც ბუნებრივად გამოყოფს კუჭში, შეუძლია გაათავისუფლოს მჟავის მავნე ზემოქმედება შინაგანი გარსების შესახებ.

მაგალითი: რა არის pH ხსნარი [H +] - ით 4,9 10⁻⁷ მ?

pH = −log [H⁺] = − ბლოგი [4.9 10⁻⁷] = 6.31.

გაითვალისწინეთ, რომ უარყოფითი ნიშანი განაპირობებს იმ ფაქტს, რომ იონების მცირე კონცენტრაციები იზომება წინააღმდეგ შემთხვევაში, გამოსავალი მიიღებს ნეგატიური შედეგების მასშტაბს, უარყოფითი ექსპონატის მნიშვნელობების გამო.

მაგალითი: რა არის წყალბადის იონის კონცენტრაცია ხსნარში, რომლის pH 8.45 არის?

ამჯერად, თქვენ დააყენეთ იგივე განტოლება, რომ გამოიყენოთ ოდნავ განსხვავებული გზით:

8.45 = −log [H⁺], ან −8.45 = ჟურნალი [H⁺].

გადასაჭრელად იყენებთ იმ ფაქტს, რომ ფრჩხილებში რიცხვი მხოლოდ მისი ლოგის, 10-ის ფუძეა, რომელიც თვითონ ლოგის მნიშვნელობამდეა გაზრდილი:

[H +] = 10^−8.45 = 3.5 × 10⁻⁹ მ.

იხილეთ რესურსები იმ ინსტრუმენტის მაგალითზე, რომელიც საშუალებას გაძლევთ მანიპულირდეთ მჟავების იდენტურობით და კონცენტრაციით ხსნარში ასოცირებული pH მნიშვნელობების განსაზღვრისას.

გაითვალისწინეთ, რომ მოცემულ ჩამოთვლილ სიაში სხვადასხვა მჟავების ექსპერიმენტის ჩატარებისას და სხვადასხვა მოლური კონცენტრაციების გამოყენებას, ასეც მოხდება აღმოაჩინეთ საინტერესო ფაქტი pH– ს შესახებ: ეს დამოკიდებულია როგორც მჟავის პიროვნებაზე (და, შესაბამისად, მის ბუნებრივ ძალაზე) და მისზე კონცენტრაცია. უფრო სუსტ მჟავას უფრო მაღალ მოლარულ კონცენტრაციაში შეუძლია გამოიმუშაოს ხსნარი უფრო დაბალი pH– ით, ვიდრე უფრო ძლიერი მჟავის საკმარისად გაზავებული ხსნარი.