როგორ ვიპოვოთ კონცენტრაცია, როდესაც pH გეძლევა

PH მასშტაბი 0-დან 14-მდეა და წარმოადგენს მჟავიანობის ან ტუტეობის საზომს. საკლასო ოთახში ან ლაბორატორიაში ბევრი სარგებელი მოაქვს ნივთიერების pH- ს ცოდნას. PH შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმის დასადგენად, თუ რა არის ნივთიერება და რა რეაქცია ექნება მას გარკვეულ გარემოებებში.

ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰიდრონიუმის ან ჰიდროქსიდის იონების კონცენტრაციის დასადგენად, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სხვა იონების კონცენტრაციის განსაზღვრა ხსნარში.

შეგიძლიათ გამოიყენოთ pH ტოლობა ქვემოთ, რომ გაანგარიშება შეასრულოთ უცნობი ადამიანებისთვის.

წყალბადის იონები (H +) წყალხსნარებში ქმნიან კავშირებს წყლის მოლეკულებთან და წარმოქმნიან ჰიდრონიუმის იონებს (H3O +).
2 H2O ==> H3O + + OH−

შემდეგი განტოლება ქიმიის ფუნდამენტური და სასარგებლო ელემენტია და ის გარკვეულწილად pH კალკულატორის სახით შეიძლება ჩაითვალოს. თუ იცით pH, შეგიძლიათ გადაწყვიტოთ ჰიდრონიუმის იონის კონცენტრაცია და პირიქით, შეგიძლიათ pH– ის გადაწყვეტა, თუ იცით ჰიდრონიუმის იონების კონცენტრაცია.

pH = - ჟურნალი [H3O +]
ხსნარის pH ტოლია ჰიდრონიუმის იონის (H3O +) კონცენტრაციის უარყოფითი ლოგარითმის.

მაგალითი 1: იპოვნეთ pH [H3O +] - დან.

0.1 მ მარილმჟავას (HCl) 1.0 ლ ნიმუშში ჰიდრონიუმის იონების კონცენტრაციაა 1 × 10^-1. რა არის pH?

pH = - ჟურნალი [H3O +]
pH = - ჟურნალი (1 × 10)^-1 )
pH = - (- - 1)
pH = 1

მაგალითი 2: იპოვნეთ [H3O +] pH- დან

თუ ხსნარის pH არის 4,3. რა კონცენტრაცია აქვს ჰიდრონიუმის იონებს?

პირველი ნაბიჯი არის გადალაგება განტოლება:

[H3O +] = 10^−pH
[H3O +] = 10^−4.3 [H3O +] = 5.01 × 10^-5

მაგალითი 3: თუ ეს არის ფუძე?

გამოიყენეთ იონის პროდუქტის მუდმივა წყლისთვის (K_ვ).
კვ = 1 × 10^-14 = [H3O +] × [OH]
[H3O +] = (1 × 10^-14 ) / [OH-]

რა არის ხსნარის pH, თუ [OH-] = 4,0 x 10^-11 მ?

Ნაბიჯი 1
[H3O +] = (1 × 10^-14 ) / [OH-]
[H3O +] = (1 × 10^-14 ) / (4.0 x 10^-11 )
[H3O +] = 0,25 × 10^-3

ნაბიჯი 2
pH = - ჟურნალი [H3O +]
pH = - ჟურნალი (0,25 10)^-3 )
pH = - (- 3.60)
pH = 3,60

მიუხედავად იმისა, რომ მნიშვნელოვანი ფიგურების განსაზღვრის წესი საკმაოდ ხისტია, pH– ის გამოთვლა გარკვეულწილად განსაკუთრებულია, რადგან მხოლოდ რიცხვებია ათობითი მარჯვნივ ითვლება სიგ ლეღვად!

მჟავას დისოციაციის მუდმივა არის მჟავის ნაწილი იონიზირებული ფორმით. სუსტ მჟავებს აქვთ მცირე K_ა აფასებს, რადგან მჟავას უმეტესი ნაწილი რჩება განცალკევებული. ნახშირმჟავა არის სუსტი მჟავის კარგი მაგალითი. წონასწორობის განტოლებაა:

ჰ₂კომპანია₃ (aq) HCO₃ (aq) ⁻ + თ⁺ (aq) კ_ა = 4,3 x 10^-7

მას შემდეგ, რაც ნახშირბადის მჟავა არის diprotic მჟავა, და შეუძლია დაჩუქოს სხვა H⁺, მეორე დისოციაციის განტოლებაა:

HCO₃(aq)⁻ ↔ CO₃²⁻(aq) + H⁺ (aq) კ_ა = 4,8 x 10^-11

ძლიერი მჟავებს აქვთ დიდი დისოციაციის მუდმივები; ისინი მთლიანად განიცდიან წყალს. აზოტის მჟავა ძლიერი მჟავის კარგი მაგალითია. აზოტის მჟავის წონასწორობის განტოლებაა:

HNO₃ (aq) ↔ არა₂⁻ + თ⁺ კ_ა = 40

კ_ა 40-ის მნიშვნელობა არსებითად უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე ნახშირმჟავას, რომელიც იყო 4,3 x 10^-7.