Diluarea este o tehnică comună de laborator pe care o întâlnesc majoritatea studenților în științe atunci când doresc să obțină o concentrație specifică a unei soluții. Dar este și ceea ce faci atunci când adaugi apă la mâncare și băuturi acasă pentru a le face mai pe placul tău. Diluarea afectează multe proprietăți ale unei soluții, inclusiv nivelul pH-ului acesteia.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Diluarea face o soluție acidă mai alcalină și o soluție alcalină mai acidă. Pentru a stabili efectul de diluare a pH-ului, determinați concentrația ionilor de hidrogen și îl convertiți în pH folosind o formulă simplă de lucru.
Înțeles Dilution
Pentru a dilua o soluție apoasă, pur și simplu adăugați apă la ea. Aceasta crește proporția solventului sau a materialului lichid pentru diluare, comparativ cu cea a solutului sau a componentului dizolvat în solvent. De exemplu, dacă diluați apă sărată, soluția va conține aceeași cantitate de sare, dar cantitatea de apă va crește.
Înțeles pH
Scara pH-ului măsoară cât de acidă sau alcalină este o substanță. Acesta variază de la 0 la 14, cu un pH de 7 fiind neutru, un pH mai mic de 7 fiind acid și un pH mai mare de 7 fiind alcalin. Scara este logaritmică, adică fiecare valoare a pH-ului întreg sub 7 este de zece ori mai acidă decât următoarea valoare mai mare. De exemplu, pH-ul 3 este de zece ori mai acid decât pH-ul 4 și de 100 de ori mai acid decât pH-ul 5.
Același lucru este valabil și pentru valorile pH-ului peste 7. Fiecare valoare este de zece ori mai alcalină decât următoarea valoare totală inferioară. De exemplu, pH-ul 9 este de zece ori mai alcalin decât pH-ul 8 și de 100 de ori mai alcalin decât pH-ul 7. Apa pură sau distilată are un pH de 7, dar atunci când adăugați substanțe chimice în apă, soluția poate deveni fie acidă, fie alcalină. Nivelul pH-ului unei soluții este o măsură a concentrației sale de ioni de hidrogen. Soluțiile cu o concentrație mare de ioni de hidrogen au un pH scăzut, iar soluțiile cu concentrații scăzute de ioni H + au un pH ridicat.
Diluarea unui acid
Substanțele acide includ cafeaua neagră, acidul din baterie și sucul de lămâie. Diluarea unui acid scade concentrația ionilor H + (aq), ceea ce crește nivelul pH-ului soluției către 7, făcându-l mai puțin acid. Cu toate acestea, nivelul pH-ului unei soluții acide nu poate deveni mai mare de 7, deoarece apa pe care o adăugați pentru a o dilua nu este alcalină.
Diluarea unui alcalin
Substanțele alcaline includ amoniac, praf de copt și înălbitor. Diluarea unui alcalin scade concentrația ionilor OH- (aq), ceea ce scade nivelul pH-ului soluției către 7, făcându-l mai puțin alcalin. Cu toate acestea, nivelul pH-ului unei soluții alcaline nu poate deveni mai mic de 7, deoarece apa pe care o adăugați pentru a o dilua nu este acidă.
Calculul efectului pH-ului diluării
Nivelul pH-ului unei soluții este o măsură a concentrației sale de ioni de hidrogen. Soluțiile cu o concentrație mare de ioni de hidrogen au un pH scăzut, iar soluțiile cu concentrații scăzute de ioni H + au un pH ridicat. O definiție simplă de lucru a pH-ului este pH = - log [H +], unde [H +] este molaritatea ionilor de hidrogen. Un logaritm al unui număr este pur și simplu exponentul atunci când scrieți acel număr ca o putere de zece. Definiția pH-ului rezolvat pentru molaritatea ionilor de hidrogen este apoi [H +] = 10-pH. De exemplu, molaritatea ionilor de hidrogen într-o soluție de pH 6 este 10-6 M. Utilizați acest calcul pentru a estima concentrația ionilor de hidrogen înainte de diluare.
După diluare, măsurați noul volum al soluției. De exemplu, dacă diluați soluția de patru ori volumul inițial, concentrația va fi redusă la un sfert. Dacă volumul original este V1, iar volumul total după diluare este V4, concentrația finală va fi V1 / V4 ori concentrația inițială. Apoi puteți converti concentrația ionilor de hidrogen înapoi la pH folosind pH = - log [H +].