De schalen die worden gebruikt om pH en pOH te berekenen, zijn tegenovergestelde kanten van dezelfde medaille. Terwijl de ene je de concentratie van waterstof (hydronium) ionen vertelt, vertelt de andere je de concentratie van hydroxide-ionen.
Gewoonlijk wordt pH gerapporteerd op een schaal van 0-14 (hoewel het geen absolute schaal is). U bent misschien bekend met het feit dat bij een lage pH-waarde een stof als zuur wordt beschouwd, en bij een hoge pH-waarde als basisch. Dit artikel laat je zien waarom dat zo is en hoe je zowel de pH als de pOH kunt berekenen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Om de pH te berekenen, neem je de negatieve logaritme van de hydroniumionenconcentratie. Om de pOH te vinden, trekt u eenvoudig de pH van 14 af.
Om de pOH te berekenen, neem je de negatieve logaritme van de hydroxide-ionenconcentratie. Om de pH te vinden, trekt u eenvoudig pOH af van 14.
Wat meten pH en pOH?
Wanneer een sterk zuur aan water wordt toegevoegd, is er een toename van de hoeveelheid hydroniumionen
(H3O+). Dit komt omdat het waterstofion geassocieerd met het zuur dissocieert van het zuur en associeert met een watermolecuul. Bekijk het volgende voorbeeld voor HCl, een zeer sterk zuur:De pH geeft je een indicatie van de concentratie H3O+ in de oplossing terwijl de pOH een indicatie geeft van de concentratie van OH-. Maar hoe kom je eigenlijk aan deze cijfers en wat betekenen ze?
Hoe bereken je pH en pOH?
De "p" in pH en pOH geeft aan "-log." De H of de OH in pH en pOH geven de concentratie van beide hydroniumionen (H3O+) of hydroxide-ionen (OH-). Dus de pH meet de concentratie van hydroniumionen, terwijl pOH de concentratie van hydroxide-ionen meet.
Alleen sterke zuren en basen dissociëren volledig in water. Als je de concentratie van het zuur krijgt, weet je dus ook de concentratie van de hydroniumionen.
Stel dat je een 0,001 M oplossing van HCl hebt. Omdat het zuur volledig dissocieert, betekent dit dat je hydroniumionconcentratie ook 0,001 M is. Om de pH te vinden, neem je de negatieve log:
Zo,
De pOH is de negatieve logaritme van de concentratie van hydroxide-ionen. Maar op basis van de bovenstaande vergelijking weet je niets over de hydroxide-ionen, dus wat doe je?
In feite, om redenen die te maken hebben met de dissociatieconstante van water bij 25 graden C (die buiten het bestek van dit artikel vallen):
Dit betekent dat als je pH of pOH kent, je de ander kent!
Dus als de pH van je zure oplossing drie is, kun je dit in de bovenstaande vergelijking invullen om de pOH te vinden:
Dus,
Voor een 0,001 M oplossing van HCl is de pH drie en de pOH 11.
U kunt ook de inverse berekening uitvoeren. Stel dat je een sterke base hebt met een pH van 13. Wat is de pOH?
De pOH is dus:
Zure en basisoplossingen identificeren
Hoe kun je op basis van deze getallen in één oogopslag zien of een oplossing zuur of basisch is?
Welnu, de pH-schaal is een handige manier om over zuren en basen te praten. Een getal op de pH-schaal zegt iets over die oplossing.
- Bij een pH < 7 wordt de oplossing als zuur beschouwd vanwege de hoge concentratie aan waterstofionen.
- Bij een pH > 7 wordt de oplossing als basisch beschouwd vanwege de lage concentratie aan waterstofionen.
- Bij pH = 7 wordt de oplossing als neutraal beschouwd omdat de waterstof- en hydroxide-ionenconcentratie hetzelfde zijn.