Ako vypočítať ph a pOH

Váhy používané na výpočet pH a pOH sú opačnými stranami tej istej mince. Zatiaľ čo jeden vám hovorí o koncentrácii vodíkových (hydróniových) iónov, druhý vám hovorí o koncentrácii hydroxidových iónov.

Hodnota pH sa zvyčajne uvádza na stupnici od 0 do 14 (hoci to nie je absolútna stupnica). Možno poznáte skutočnosť, že pri nízkej hodnote pH sa látka považuje za kyslú a pri vysokej hodnote pH sa látka považuje za zásaditú. Tento článok vám ukáže, prečo to je a ako vypočítať pH aj pOH.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Na výpočet pH sa vezme záporný logaritmus koncentrácie hydróniového iónu. Ak chcete nájsť pOH, jednoducho odčítajte pH od 14.

Na výpočet pOH sa vezme záporný logaritmus koncentrácie hydroxidového iónu. Ak chcete zistiť pH, jednoducho odčítajte pOH od 14.

Ak sa do vody pridá silná kyselina, dôjde k zvýšeniu jej množstva ióny hydrónia (H₃O⁺). Je to preto, že vodíkový ión spojený s kyselinou sa oddeľuje od kyseliny a asociuje sa s molekulou vody. Pozrite sa na nasledujúci príklad HCl, čo je veľmi silná kyselina:

Hodnota pH vám dáva údaj o koncentrácii H₃O⁺ v roztoku, zatiaľ čo pOH vám dáva údaj o koncentrácii OH^-. Ako však tieto čísla vlastne získate a čo znamenajú?

„P“ v pH a pOH označuje „-log„H alebo OH v pH a pOH indikujú koncentráciu buď hydróniových iónov (H₃O⁺) alebo hydroxidové ióny (OH^-). Takže pH meria koncentráciu iónov hydrónia, zatiaľ čo pOH meria koncentráciu hydroxidových iónov.

Iba silné kyseliny a zásady sa vo vode úplne disociujú. Výsledkom je, že ak dostanete koncentráciu kyseliny, budete vedieť aj koncentráciu hydróniových iónov.

Povedzme, že máte 0,001 M roztok HCl. Pretože sa kyselina úplne disociuje, znamená to, že vaša koncentrácia hydróniového iónu je tiež 0,001 M. Ak chcete zistiť pH, vezmite záporný logaritmus:

Takže

POH je záporný logaritmus koncentrácie hydroxidových iónov. Ale na základe vyššie uvedenej rovnice neviete nič o hydroxidových iónoch, tak čo robíte?

V skutočnosti z dôvodov týkajúcich sa disociačnej konštanty vody pri 25 ° C (ktoré sú mimo rozsahu tohto článku):

To znamená, že ak viete buď pH, alebo pOH, poznáte aj druhé!

Ak je pH vášho kyslého roztoku tri, môžete ho zapojiť do vyššie uvedenej rovnice a nájsť tak pOH:

Teda

Pre 0,001 M roztok HCl je pH tri a pOH 11.

Môžete tiež urobiť inverzný výpočet. Povedzme, že máte silnú bázu, ktorá má pH 13. Čo je pOH?

POH je teda:

Ako na základe týchto čísel môžete na prvý pohľad zistiť, či je roztok zásaditý alebo nie?

Stupnica pH je pohodlný spôsob, ako hovoriť o kyselinách a zásadách. Číslo na stupnici pH vám hovorí niečo o tomto roztoku.

1. Pri pH <7 je roztok považovaný za kyslý kvôli vysokej koncentrácii vodíkových iónov.
   
2. Pri pH> 7 sa roztok považuje za zásaditý kvôli nízkej koncentrácii vodíkových iónov.
3. Pri pH = 7 sa roztok považuje za neutrálny, pretože koncentrácia vodíka a hydroxidového iónu je rovnaká.