Voda má veľa užitočných a zaujímavých vlastností a niektoré z nich sú zrejmé už na prvý pohľad. Je jasné, že svet sa skladá z veľa vody, ale takmer žiadna voda, ktorú ste kedy videli, nie je „len“ vodou. Niektorá voda, ako napríklad voda z vodovodu, vyzerá krištáľovo čistá a obsahuje iba malé množstvo nečistôt, zatiaľ čo vo väčšine vodných tokov a oceánov je viditeľná hmota rozpustená alebo suspendovaná.
Ďalšou zaujímavou vlastnosťou vody je to, že pokiaľ ide o pH, pojem populárny v šampónových reklamách aj na iných zariadeniach chemickými testami, sedí priamo v strede stupnice: nie je to ani kyselina, ani zásada a dokonale neutrálny. Pokračujte v čítaní, aby ste zistili, čo to znamená z hľadiska matematiky vzorca pH a definícií kyselín a zásad v chémii.
Čo sú kyseliny a zásady?
Pojem pH sa spája s kyslosť. Kyseliny sú zlúčeniny schopné darovať protón alebo vodíkový ión (H +) vo vodnom roztoku, zanechávajúc za sebou anión (záporne nabitý ión) nazývaný konjugovaná báza a generujúci hydrónium (H
3O +) ión vo vode. Silné kyseliny ako je HCl, darujú svoje protóny, aj keď je roztok v protónoch už relatívne vysoký. Slabé kyseliny ich darujú v roztokoch, ktoré sú blízke pH neutrálnemu, s hodnotou 7,0.Bázy sú zlúčeniny, ktoré môžu prijímať protóny alebo ekvivalentne vo vodných roztokoch darovať hydroxylovú skupinu (–OH). Silný základ ako je NaOH, to môže robiť aj v prítomnosti vysokej koncentrácie hydroxylových iónov (alebo nízkej koncentrácie H + iónov). Slabé zásady, podobne ako slabé kyseliny, majú tendenciu neionizovať, kým pH nie je blízke neutrálnemu.
Aký je význam pH?
Zatiaľ čo pH znamená mieru kyslosti (alebo zásaditosti, ktorá sa tiež nazýva zásaditosť), v skutočnosti to znamená pouvoir hydrogenem, alebo „sila vodíka“ vo francúzštine. V oblastiach chémie je malé „p“ operátorom, ktorý znamená „vezmite záporný logaritmus“.
Ak pôjdeme stranou, jedná sa o stupnicu, ktorá komprimuje veľmi široké rozpätie koncentrácií hydrónia a hydroxidu pozorovaných vo vode na stupnicu, ktorá sa z praktických dôvodov pohybuje od 0 do 14.
Roztok s pH 1,0 je silne kyslý a má [H+] koncentrácia 10-krát vyššia ako roztok s pH 2,0, stokrát vyššia ako roztok s pH 3,0 a 1 000 krát vyššia ako roztok s pH 4,0. Je to tak kvôli vlastnostiam logaritmov, ako uvidíte v niekoľkých z nich príklady.
Aká je základná rovnica pH?
Vzorec pH najčastejšie nadobúda formu pH = –log [H+], kde [H +] je koncentrácia v móloch na liter (mol / L alebo M). Pre koncentráciu hydroxidových iónov existuje ekvivalentný vzorec:
pOH = - [OH–]
Príklad: Aké je pH roztoku s [H+] 2,8 × 10–3 M?
pH = –log [2,8 × 10–3] = 2.55
Je voda sama osebe kyselinou alebo zásadou?
Voda má pH 7,0; za každý ión H +, ktorý sa „uvoľní“, jeden OH– ión existuje na jeho vyváženie. Voda je teda amfotérny, alebo schopné pôsobiť ako kyselina, aj ako zásada (aj keď nie sú nijako zvlášť „dobré“).
The samoionizácia vody je vyjadrený výrazom Kw= [H3O +] [OH−] = 1.0 × 10−14, kde Kw je konštanta vody. Pretože pKw= –Log [Kw] a K.w je konštanta 1,0 × 10−14, pKw = 14, čo určuje zvláštne očíslovanú stupnicu pH.
Všeobecnejšie Kw je reprezentovaná disociačnou konštantou pre kyseliny Ka, ktorá sa líši od druhu k druhu.
Výpočet pH: kalkulačka alebo online nástroj
Nemusíte robiť problémy s pH alebo pKa problémy s vodou v hlave; môžete použiť funkciu denníka štandardnej kalkulačky alebo navštíviť stránku, ako je tá v Zdrojoch, ktorá umožňuje môžete zadávať rôzne hodnoty pH pre rôzne kyseliny v rôznych koncentráciách v Riešenie.