Težko je živeti v sodobnem svetu, ne da bi slišali sklicevanja na kisline, ki so pogosto prikazane v farmacevtski in drugi oglasi kot tekoči agresorji, namenjeni brisanju in poškodovanju najrazličnejših stvari, od kože do oblačil do pohištvo. Nedvomno ste videli oglase za izdelke, imenovane antacidi, ki so namenjeni odpravljanju učinkov kisline, ki nastaja v želodcu.
Kisline imajo različno stopnjo jakosti ali kislosti. Nenavaden, a v osnovi preprost obseg, znan kot Lestvica pH je merilo, kako kisla je vodna raztopina ali, v drugačnem kadriranju istega kemijskega scenarija, kako bazična ali alkalna je.
Za določitev pH vodne raztopine (to je snovi, raztopljene v vodi) morate poznati le koncentracijo vodikovih ionov (H+) v tej rešitvi ali njeni molarnost. Toda poleg pH, kaj sploh so moli, molarnost in kisline?
Dejstva o kislinah in bazah
Kisline so molekule, ki lahko dajo protone. Preprost primer je klorovodikova kislina, HCl. Ta molekula zlahka opusti svojo komponento H + v vodni raztopini in je
močna kislina. Druge kisline, kot je ogljikova kislina (H2CO3), se bolj neradi odrečejo svojim protonom in so poklicani šibke kisline. Ko kislina (HA) odda proton (H +), naj bi bil ioniziran, pri čemer so proizvodi H + in karkoli ostane (generično A−; v primeru ogljikove kisline HCO3−).Močne kisline imajo nizke vrednosti pH. Voda je nevtralna, s pH 7; močna bazeali protonski akceptorji (na primer natrijev hidroksid, NaOH) imajo visoke vrednosti pH, nekatere blizu 14,0.
Moli in molarnost
Za kislinsko-bazično kemijo je primerneje izmeriti koncentracijo topljene snovi v moli, ali posamezni delci (npr. atomi, molekule) na enoto prostornine namesto na maso enote prostornine. To je zato, ker atomi reagirajo med seboj v znanih razmerjih na način, ki ni povezan z atomsko maso.
En mol (1 mol) karkoli je 6,02 × 1023 delci; 1 mol v prostornini 1 L ima molarnost 1,0. Tako ima 6 mol NaCl v 8 L vodne raztopine molarnost 6 mol / 8 L = 0,75; 6 mol veliko masivnejše molekule adenozin trifosfata, raztopljenega v 8 L, ima večjo maso, vendar ima enako molarnost, 0,75 M.
Kaj je formula pH?
Enačba pH je najpogosteje zapisana v obliki
pH = -log_ {10} [H ^ {+}]
Tu je količina v oklepajih molarnost ionov H + v raztopini. Če torej poznate molarnost, lahko dobite vrednost pH in obratno.
Primeri izračunov pH
Če želite preiti z molarnosti na pH, uporabite kalkulator ali podobno orodje, da logaritem pripeljete do osnove 10 (privzeta osnova) molarnosti, obrnite znak, da dobite pozitivno vrednost, in končali ste!
Primer: Če je molarnost vodne raztopine 6,3 × 10-5 M, kakšen je pH?
pH = −log [6,3 × 10-5] = 4.2.
Koncentracijo lahko izračunate tudi iz pH in pKa, slednje izhaja iz konstanta disociacijske kislineKa. Višji kot je Ka za določeno kislino je močnejša kislina. PKa kajti katera koli kislina je pH, pri katerem je bila polovica kisline ionizirana (to je, ko je polovica "kislih" protonov raztovorjena v raztopino).
Enačba obresti je znana kot Henderson-Hasselbach enačba in je zapisano:
pH = pKa + log_ {10} \ dfrac {[A ^ {-}]} {[HA]}
To pomeni, da glede na pK kislinea in relativno koncentracijo aniona in "nedotaknjene" kisline lahko določite pH. Ka vrednosti lahko enostavno poiščete v spletu in pKa lahko poiščete z enakim postopkom kot za pH, če tudi ni naveden.
Spletni kalkulator pH in pOH
Oglejte si vire za spletno orodje, ki vam omogoča določanje pH različnih kislih in bazičnih raztopin. S tem lahko pridobite občutek za razmerja med različnimi jakostmi kisline, koncentracijo in pH.
