PH-skalaen er en metode for å representere hvor surt eller basisk et stoff er. Vekten virker motstridende ved første øyekast, men den er mye brukt i biologi, kjemi, geologi og annen fysikk. Kommunikasjon innen disse feltene krever forståelse av begrepet pH. Når det er forstått, er pH-skalaen en nyttig indeks for å kommunisere en kritisk fysisk egenskap av stoffer.
Definisjon
pH, som alltid skrives med små bokstaver "p", er en skala for hvor mye ionisk hydrogen som er i et stoff. Skalaen går fra 0 til 14. Helt rent vann har en pH på 7, som er nøytral. Jo lavere tall på skalaen, jo surere er stoffet. Jo høyere tall på skalaen, jo mer basisk eller alkalisk er stoffet. Stoffer som er ekstremt sure eller basiske, har en tendens til å være etsende eller forårsake forbrenning. Vekten er logaritmisk, noe som betyr at den er basert på tiere. Dermed er et stoff med en pH på 4 ti ganger surere enn et stoff med en pH på 5.
Beregning av pH
Matematisk betyr pH den negative loggen av konsentrasjonen av hydrogenioner i et stoff. Dette tar konsentrasjonen av hydrogenioner i et stoff og konverterer den til en verdi på pH-skalaen, der den kan forstås bedre. Konsentrasjonen av hydrogen er funnet i form av molaritet, eller mol per liter. Deretter tas den negative loggen av konsentrasjonen. Så pH i kjemi er en strømlinjeformet måte å representere hvor mange hydrogenioner som er i et gitt stoff.
Et eksempel
For eksempel, hvis en prøve er 1 liter og har 0,02 g hydrogen, kan du beregne pH-verdien. Du må først bestemme dens molaritet. Fordi en mol hydrogen er omtrent 1 g, er 0,02 gram per liter det samme som 0,02 mol per liter, noe som gir en molaritet på 0,02. I vitenskapelig notasjon vil dette være 2 x 10 ^ -2. Så den negative loggen til dette tallet vil være eksponenten med et negativt tegn foran seg (--2 = 2). Dermed vil pH i denne prøven være 2.
Finne pH gjennom pOH
Du kan også bruke en indirekte måte å måle pH på. Hvis du kjenner pOH, kan du beregne pH. POH er den negative loggen til hydroksydet, eller OH-gruppen, ionet. På grunn av måten hydrogen og hydroksid samhandler på, er pOH i det vesentlige det motsatte av pH. Så hvis du vet hydroksydkonsentrasjonen, kan du beregne pH med ligningen 14 - pOH = pH. For eksempel, hvis et stoff har en pOH på 12, vil det ha en pH på 2. Du kan bruke samme rektor omvendt for å finne pOH fra pH, ved hjelp av formelen 14 - pH = pOH.