Razredčevanje je pogosta laboratorijska tehnika, s katero se sreča večina študentov znanosti, ko želi doseči določeno koncentracijo raztopine. Je pa tudi tisto, kar doma dodate hrani in pijači vodo, da so vam bolj všeč. Redčenje vpliva na številne lastnosti raztopine, vključno z njeno pH vrednostjo.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Z redčenjem je kisla raztopina bolj alkalna, alkalna raztopina pa bolj kisla. Če želite ugotoviti pH učinek redčenja, določite koncentracijo vodikovih ionov in jo pretvorite v pH s preprosto delovno formulo.
Pomen razredčenja
Da razredčite vodno raztopino, ji preprosto dodate vodo. To poveča delež topila ali tekočega materiala za redčenje v primerjavi z deležem topljene snovi ali komponente, raztopljene v topilu. Če na primer razredčite slano vodo, bo raztopina vsebovala enako količino soli, vendar se bo količina vode povečala.
Pomen pH
Lestvica pH meri, kako kisla ali alkalna je snov. Poteka od 0 do 14, pri čemer je pH 7 nevtralen, pH nižji od 7 je kisel in pH višji od 7 je alkalen. Lestvica je logaritmična, kar pomeni, da je vsaka celotna pH vrednost pod 7 desetkrat bolj kisla od naslednje višje vrednosti. Na primer, pH 3 je desetkrat bolj kisel kot pH 4 in 100-krat bolj kisel kot pH 5.
Enako velja za vrednosti pH nad 7. Vsaka vrednost je desetkrat bolj alkalna kot naslednja nižja celotna vrednost. Na primer, pH 9 je desetkrat bolj alkalen od pH 8 in 100-krat alkalnejši od pH 7. Čista ali destilirana voda ima pH 7, toda ko v vodo dodate kemikalije, lahko raztopina postane kisla ali alkalna. Raven pH raztopine je merilo koncentracije vodikovih ionov. Raztopine z visoko koncentracijo vodikovih ionov imajo nizek pH, raztopine z nizkimi koncentracijami ionov H + pa visok pH.
Razredčevanje kisline
Kisle snovi vključujejo črno kavo, baterijsko kislino in limonin sok. Z razredčenjem kisline se zmanjša koncentracija H + (vodnih) ionov, kar poveča raven pH raztopine na 7 in postane manj kisla. Vendar raven pH kisle raztopine ne more postati večja od 7, ker voda, ki jo dodate za redčenje, ni alkalna.
Razredčevanje alkalije
Alkalne snovi vključujejo amoniak, pecilni prašek in belilo. Z razredčenjem alkalij se zmanjša koncentracija OH- (vodnih) ionov, kar zniža pH vrednosti raztopine na 7 in postane manj bazična. Vendar raven pH alkalne raztopine ne more postati nižja od 7, ker voda, ki jo dodate za redčenje, ni kisla.
Izračun pH učinka redčenja
Raven pH raztopine je merilo koncentracije vodikovih ionov. Raztopine z visoko koncentracijo vodikovih ionov imajo nizek pH, raztopine z nizkimi koncentracijami ionov H + pa visok pH. Preprosta delovna definicija pH je pH = - log [H +], kjer je [H +] molarnost vodikovih ionov. Logaritem števila je preprosto eksponent, če to število zapišete kot potenco deset. Definicija pH za molarnost vodikovih ionov je nato [H +] = 10-pH. Na primer, molarnost vodikovih ionov v raztopini pH 6 je 10-6 M. S tem izračunom ocenite koncentracijo vodikovih ionov pred redčenjem.
Po razredčenju izmerite novo prostornino raztopine. Če na primer raztopino razredčite do štirikratne prvotne prostornine, se koncentracija zmanjša na eno četrtino. Če je prvotna prostornina V1 in je celotna prostornina po razredčenju V4, bo končna koncentracija V1 / V4, pomnožena s prvotno koncentracijo. Nato lahko s pH = - log [H +] pretvorite koncentracijo vodikovih ionov nazaj v pH.