Hur man beräknar ph och pOH

Vågarna som används för att beräkna pH och pOH är motsatta sidor av samma mynt. Medan den ena berättar koncentrationen av vätejoner (hydronium), säger den andra koncentrationen av hydroxioner.

Vanligtvis rapporteras pH i en skala 0-14 (även om det inte är en absolut skala). Du kanske är bekant med det faktum att ett ämne anses vara surt vid lågt pH-värde och vid ett högt pH-värde anses ett ämne vara grundläggande. Den här artikeln visar varför det är och hur man beräknar både pH och pOH.

TL; DR (för lång; Läste inte)

För att beräkna pH, ta den negativa loggen för hydroniumjonkoncentrationen. För att hitta pOH, helt enkelt subtrahera pH från 14.

För att beräkna pOH, ta den negativa loggen för hydroxidjonkoncentrationen. För att hitta pH, helt enkelt subtrahera pOH från 14.

När en stark syra tillsätts till vatten ökar mängden hydroniumjoner (H₃O⁺). Detta beror på att vätejonen som är associerad med syran lossnar från syran och associeras med en vattenmolekyl. Ta en titt på följande exempel för HCl som är en mycket stark syra:

PH ger dig en indikation på koncentrationen av H₃O⁺ i lösningen medan pOH ger dig en indikation på koncentrationen av OH^-. Men hur får du faktiskt dessa siffror, och vad betyder de?

"P" i pH och pOH indikerar "-logga"H eller OH i pH och pOH anger koncentrationen av antingen hydroniumjoner (H₃O⁺) eller hydroxidjoner (OH^-). Så, pH mäter hydroniumjonkoncentration, medan pOH mäter hydroxidjonkoncentration.

Endast starka syror och baser dissocieras helt i vatten. Som ett resultat, om du får koncentrationen av syran, vet du också koncentrationen av hydroniumjonerna.

Anta att du har en 0,001 M lösning av HCl. Eftersom syran dissocierar helt, betyder det att din hydroniumjonkoncentration också är 0,001 M. För att hitta pH, ta den negativa loggen:

Så,

POH är den negativa loggen för koncentrationen av hydroxidjoner. Men baserat på ekvationen ovan vet du ingenting om hydroxidjonerna, så vad gör du?

Faktum är att av skäl som har att göra med dissociationskonstanten för vatten vid 25 grader C (som ligger utanför tillämpningsområdet för denna artikel):

Det betyder att om du vet antingen pH eller pOH vet du det andra!

Så, om pH i din sura lösning är tre, kan du ansluta detta i ekvationen ovan för att hitta pOH:

Således,

För en 0,001 M lösning av HCl är pH-värdet tre och pOH är 11.

Du kan också göra den inversa beräkningen. Anta att du har en stark bas som har ett pH på 13. Vad är pOH?

POH är således:

Hur kan du på ett ögonblick se om en lösning är sur eller basisk baserat på dessa siffror?

Tja, pH-skalan är ett bekvämt sätt att prata om syror och baser. Ett tal på pH-skalan berättar något om den lösningen.

1. Vid ett pH <7 anses lösningen vara sur på grund av den höga koncentrationen av vätejoner.
   
2. Vid ett pH> 7 anses lösningen vara basisk på grund av den låga koncentrationen av vätejoner.
3. Vid pH = 7 anses lösningen vara neutral eftersom väte- och hydroxidjonkoncentrationen är densamma.