Water heeft veel nuttige en interessante eigenschappen, waarvan sommige in één oogopslag duidelijk zijn. Het is duidelijk dat de wereld uit veel water bestaat, maar bijna geen water dat je ooit ziet is "slechts" water. Sommige wateren, zoals kraanwater, zien er kristalhelder uit en bevatten slechts een kleine hoeveelheid onzuiverheden, terwijl in het meeste vijver- en oceaanwater zichtbare materie is opgelost of gesuspendeerd.
Een andere interessante eigenschap van water is dat het in termen van pH een term is die zowel in shampoo-advertenties als op chemietests, het zit precies in het midden van de schaal: het is noch een zuur, noch een base en perfect neutrale. Blijf lezen om te ontdekken wat dit betekent in termen van de wiskunde van de pH-formule en de definities van zuren en basen in de chemie.
Wat zijn zuren en basen?
De term pH wordt geassocieerd met: zuurgraad. zuren zijn verbindingen die in staat zijn een proton of waterstofion (H+) af te staan in een waterige oplossing, waarbij ze een anion (negatief geladen ion) achterlaten dat een geconjugeerde base wordt genoemd en een hydronium (H
3O+)-ion in water. Sterke zuren zoals HCl doneren hun protonen, zelfs als een oplossing al relatief veel protonen bevat. Zwakke zuren doneren die van hen in oplossingen die pH-neutraal zijn, een waarde van 7,0.basissen zijn verbindingen die protonen kunnen accepteren, of gelijkwaardig in waterige oplossingen, doneren een hydroxylgroep (-OH). Een sterke basis zoals NaOH kan dit zelfs in aanwezigheid van een hoge concentratie hydroxylionen (of een lage concentratie H+-ionen). Zwakke basen, zoals zwakke zuren, hebben de neiging niet te ioniseren totdat de pH bijna neutraal is.
Wat is de betekenis van pH?
Hoewel pH verwijst naar een maat voor zuurgraad (of alkaliteit, ook wel basiciteit genoemd), staat het eigenlijk voor: pouvoir waterstofem, of "kracht van waterstof" in het Frans. In de scheikunde is de kleine 'p' een operator die 'neem de negatieve logaritme van' betekent.
Afgezien van de wiskunde, is het een schaal die het zeer brede bereik van hydronium- en hydroxideconcentraties in water comprimeert tot een schaal die voor praktische doeleinden van 0 tot 14 loopt.
Een oplossing met een pH van 1,0 is sterk zuur en heeft een [H+] concentratie 10 keer hoger dan een oplossing met een pH van 2,0, 100 keer hoger dan een oplossing met een pH van 3,0 en 1.000 keer hoger dan een oplossing met een pH van 4,0. Dit komt door de eigenschappen van logaritmen, zoals je in een paar voorbeelden.
Wat is de basis pH-vergelijking?
De pH-formule neemt meestal de vorm aan pH = –log[H+], waarbij [H+] de concentratie in mol per liter (mol/L of M) is. Er bestaat een equivalente formule voor de concentratie van hydroxide-ionen:
pOH = –[OH–]
Voorbeeld: Wat is de pH van een oplossing met een [H+] van 2,8 × 10–3 M?
pH = –log[2,8 × 10–3] = 2.55
Is water zelf een zuur of een base?
Water heeft een pH van 7,0; voor elk H+-ion dat "losbreekt", één OH– ion bestaat om het in evenwicht te brengen. Water is dus amfoteer, of in staat om zowel als een zuur als een base te werken (terwijl ze in beide niet bijzonder "goed" zijn).
De zelf-ionisatie van water wordt weergegeven door de uitdrukking Kmet wie= [H3O+][OH−] = 1.0 × 10−14, waar Kmet wie is de constante van water. Omdat pKmet wie= –log[Kmet wie] en Kmet wie is de constante 1,0 × 10−14, pKmet wie = 14, wat de vreemd genummerde pH-schaal bepaalt.
Meer in het algemeen, Kmet wie wordt weergegeven door de dissociatieconstante voor zuren Keen, die van soort tot soort verschilt.
Bereken pH: rekenmachine of online tool
U hoeft geen pH-problemen of pK. te doeneen problemen met water in je hoofd; u kunt de logfunctie van een standaard rekenmachine gebruiken, of een pagina bezoeken zoals die in de bronnen die het mogelijk maakt u om verschillende pH-waarden in te voeren voor een verscheidenheid aan verschillende zuren in verschillende concentraties in oplossing.