Je ťažké žiť v modernom svete bez toho, aby sme počuli zmienky o kyselinách, ktoré sú často zobrazené vo farmaceutických a ďalšie reklamy ako tekutí agresori zameraní na mazanie a poškodzovanie všetkého možného, od pokožky po odevy až po nábytok. Určite ste už videli reklamy na produkty zvané antacidá, ktoré sú určené na potlačenie účinkov kyseliny produkovanej v žalúdku.
Kyseliny majú rôzny stupeň sily alebo kyslosti. Svojrázna, ale zásadne jednoduchá stupnica známa ako stupnica pH je miera toho, ako kyslý je vodný roztok, alebo, v inom rámci rovnakého chemického scenára, ako zásaditý alebo zásaditý je.
Na stanovenie pH vodného roztoku (tj. Látky rozpustenej vo vode) musíte poznať iba koncentráciu vodíkových iónov (H+) v tomto riešení alebo jeho molarita. Ale okrem pH, o čom sú vlastne mole, molarita a kyseliny?
Fakty o kyselinách a zásadách
Kyseliny sú molekuly, ktoré môžu darovať protóny. Jednoduchým príkladom je kyselina chlorovodíková, HCl. Táto molekula sa ľahko vzdá svojej H + zložky vo vodnom roztoku a je a
silná kyselina. Ostatné kyseliny, ako je kyselina uhličitá (H2CO3), vzdávajú sa protóny neochotne a sú volaní slabé kyseliny. Keď kyselina (HA) daruje protón (H +), hovorí sa, že je ionizovaný, pričom produkty sú H + a všetko, čo zostane (všeobecne A−; v prípade kyseliny uhličitej HCO3−).Silné kyseliny majú nízke hodnoty pH. Voda je neutrálna, s pH 7; silný základnealebo akceptory protónov (napríklad hydroxid sodný, NaOH) majú vysoké hodnoty pH, niektoré blízke 14,0.
Krtkovia a molarita
Pre účely acidobázickej chémie je vhodnejšie merať koncentráciu rozpustenej látky v krtkovia, alebo jednotlivé častice (napr. atómy, molekuly) skôr na jednotku objemu ako na jednotku objemu. Je to tak preto, lebo atómy medzi sebou reagujú v známych pomeroch spôsobom, ktorý nesúvisí s atómovou hmotnosťou.
Jeden mol (1 mol) čohokoľvek je 6,02 × 1023 častice; 1 mol v objeme 1 L má molaritu 1,0. 6 mol NaCl v 8 I vodného roztoku má teda molaritu 6 mol / 8 L = 0,75; 6 mol oveľa masívnejšej molekuly adenozíntrifosfátu rozpusteného v 8 litroch má väčšiu hmotnosť, ale má rovnakú molaritu, 0,75 M.
Čo je vzorec pH?
Rovnica pH sa najčastejšie píše vo forme
pH = -log_ {10} [H ^ {+}]
Množstvo v zátvorkách predstavuje molaritu iónov H + v roztoku. Ak teda poznáte molaritu, môžete získať hodnotu pH a naopak.
Príklady výpočtov pH
Ak chcete prejsť z molarity na pH, pomocou kalkulačky alebo podobného nástroja priveďte logaritmus na bázu 10 (predvolenú bázu) molarity. Ak chcete získať kladnú hodnotu, obráťte znamienko a máte hotovo!
Príklad: Ak je molarita vodného roztoku 6,3 × 10-5 M, aké je pH?
pH = −log [6,3 × 10-5] = 4.2.
Môžete tiež vypočítať koncentráciu z pH a pKa, pričom druhá je odvodená z konštanta disociácie kyselinyKa. Čím vyššia je Ka pre konkrétnu kyselinu je silnejšia. PKa pre akúkoľvek kyselinu je pH, pri ktorom bola polovica kyseliny ionizovaná (to znamená, keď bola polovica „kyslých“ protónov vyčerpaná do roztoku).
Úroková rovnica je známa ako Henderson-Hasselbachova rovnica a je napísané:
pH = pKa + log_ {10} \ dfrac {[A ^ {-}]} {[HA]}
To znamená, že vzhľadom na kyselinu je pKa a relatívnu koncentráciu aniónu a „intaktnej“ kyseliny môžete určiť pH. Ka hodnoty je možné ľahko vyhľadať online a ak nie je uvedená v zozname, nájdete pKa pomocou rovnakej operácie ako pri pH.
Online kalkulačka pH a pOH
Prečítajte si dokument Zdroje pre webový nástroj, ktorý vám umožňuje určiť pH rôznych kyslých a zásaditých roztokov. Môžete to použiť na získanie pocitu vzťahu medzi rôznymi jednotlivými silami kyselín, koncentráciou a pH.