Как рассчитать pH-эффект разбавления

Разбавление - это обычная лабораторная техника, с которой сталкивается большинство студентов, изучающих естественные науки, когда они хотят достичь определенной концентрации раствора. Но это также то, что вы делаете, когда добавляете воду в еду и напитки дома, чтобы они больше вам нравились. Разбавление влияет на многие свойства раствора, в том числе на его уровень pH.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Разбавление делает кислый раствор более щелочным, а щелочной - более кислым. Чтобы выяснить влияние разбавления на pH, вы определяете концентрацию ионов водорода и переводите ее в pH, используя простую рабочую формулу.

Чтобы разбавить водный раствор, вы просто добавляете в него воду. Это увеличивает долю растворителя или жидкого материала для разбавления по сравнению с долей растворенного вещества или компонента, растворенного в растворителе. Например, если вы разбавите соленую воду, раствор будет содержать такое же количество соли, но количество воды увеличится.

Шкала pH измеряет, насколько вещество является кислым или щелочным. Он работает от 0 до 14, при этом pH 7 является нейтральным, pH ниже 7 - кислым, а pH выше 7 - щелочным. Шкала логарифмическая, что означает, что каждое целое значение pH ниже 7 в десять раз более кислое, чем следующее более высокое значение. Например, pH 3 в десять раз более кислый, чем pH 4, и в 100 раз более кислый, чем pH 5.

То же верно и для значений pH выше 7. Каждое значение в десять раз более щелочное, чем следующее меньшее целое значение. Например, pH 9 в десять раз более щелочной, чем pH 8, и в 100 раз более щелочной, чем pH 7. Чистая или дистиллированная вода имеет pH 7, но когда вы добавляете в воду химические вещества, раствор может стать кислым или щелочным. Уровень pH раствора является мерой концентрации в нем ионов водорода. Растворы с высокой концентрацией ионов водорода имеют низкий pH, а растворы с низкой концентрацией ионов H + имеют высокий pH.

К кислотным веществам относятся черный кофе, аккумуляторная кислота и лимонный сок. Разбавление кислоты снижает концентрацию ионов H + (водн.), Что увеличивает уровень pH раствора до 7, делая его менее кислым. Однако уровень pH кислого раствора не может превышать 7, потому что вода, которую вы добавляете для его разбавления, не щелочная.

К щелочным веществам относятся нашатырный спирт, разрыхлитель и отбеливатель. Разбавление щелочи снижает концентрацию ионов OH- (aq), что снижает уровень pH раствора до 7, делая его менее щелочным. Однако уровень pH щелочного раствора не может быть ниже 7, потому что вода, которую вы добавляете для его разбавления, не является кислой.

Уровень pH раствора является мерой концентрации в нем ионов водорода. Растворы с высокой концентрацией ионов водорода имеют низкий pH, а растворы с низкой концентрацией ионов H + имеют высокий pH. Простое рабочее определение pH: pH = - log [H +], где [H +] - молярность ионов водорода. Логарифм числа - это просто показатель степени, когда вы записываете это число как степень десяти. Тогда определение pH, решенное для молярности ионов водорода, составляет [H +] = 10-pH. Например, молярность ионов водорода в растворе с pH 6 составляет 10^-6 М. Используйте этот расчет для оценки концентрации ионов водорода перед разбавлением.

После разбавления измерьте новый объем раствора. Например, если вы разбавите раствор в четыре раза по сравнению с исходным объемом, концентрация снизится до одной четверти. Если исходный объем равен V1, а общий объем после разбавления равен V4, конечная концентрация будет в V1 / V4, умноженной на исходную концентрацию. Затем вы можете преобразовать концентрацию ионов водорода обратно в pH, используя pH = - log [H +].