Det är svårt att leva i den moderna världen utan att höra referenser till syror, som ofta visas i läkemedel och andra annonser som flytande aggressorer som strävar efter att radera och skada alla möjliga saker, från hud till kläder till möbel. Du har utan tvekan sett annonser för produkter som kallas antacida, som är utformade för att hantera effekterna av syra som produceras i magen.
Syror har varierande styrka eller surhet. Den knäppa men i grunden enkla skalan som kallas pH-skala är ett mått på hur sur en vattenhaltig lösning är, eller, i en annan inramning av samma kemiska scenario, hur basisk eller alkalisk den är.
För att bestämma pH i en vattenlösning (det vill säga ett ämne löst i vatten) behöver du bara känna till koncentrationen av vätejoner (H+) i den lösningen, eller dess molaritet. Men förutom pH, vad handlar det om mol, molaritet och syror?
Fakta om syror och baser
Syror är molekyler som kan donera protoner. Ett enkelt exempel är saltsyra, HCl. Denna molekyl ger lätt upp sin H + -komponent i vattenlösning och är en
Starka syror har låga pH-värden. Vatten är neutralt, med ett pH på 7; stark basereller protonacceptorer (såsom natriumhydroxid, NaOH) har höga pH-värden, några nära 14,0.
Mullvadder och molaritet
För syrabas-kemiska ändamål är det lämpligare att mäta koncentrationen av lösningsmedel i molar, eller enskilda partiklar (t.ex. atomer, molekyler), per volymenhet snarare än massa per volymenhet. Detta beror på att atomer reagerar med varandra i kända proportioner på ett sätt som inte är relaterat till atommassan.
En mol (1 mol) av vad som helst är 6,02 × 1023 partiklar; 1 mol i en volym av 1 L har en molaritet på 1,0. Således har 6 mol NaCl i 8 1 vattenlösning en molaritet på 6 mol / 8 L = 0,75; 6 mol av den mycket mer massiva molekylen adenosintrifosfat upplöst i 8 L har mer massa men har samma molaritet, 0,75 M.
Vad är pH-formeln?
PH-ekvationen skrivs oftast i form
pH = -log_ {10} [H ^ {+}]
Här är mängden inom parentes molariteten för H + -joner i lösningen. Således, om du vet molariteten, kan du få pH-värdet och omvänt.
Exempel på pH-beräkningar
För att gå från molaritet till pH, använd din miniräknare eller ett liknande verktyg för att ta logaritmen till basen 10 (standardbasen) för molariteten, vänd tecknet för att få ett positivt värde, och du är klar!
Exempel: Om molariteten hos en vattenlösning är 6,3 × 10-5 M, vad är pH?
pH = −log [6,3 × 10-5] = 4.2.
Du kan också beräkna koncentrationen från pH och pKavarvid den senare härrör från syradissociationskonstantKa. Ju högre Ka för en viss syra, desto starkare är syran. PKa för vilken syra som helst är det pH vid vilket hälften av syran har joniserats (det vill säga när hälften av de "sura" protonerna har laddats ut i lösningen).
Ekvationsekvationen är känd som Henderson-Hasselbach-ekvation och är skriven:
pH = pKa + log_ {10} \ dfrac {[A ^ {-}]} {[HA]}
Detta innebär att givet en syra pKa och den relativa koncentrationen av anjon och "intakt" syra, kan du bestämma pH. Ka värden kan enkelt letas upp online, och du kan hitta pKa med samma operation som för pH om den inte är listad också.
Online pH- och pOH-kalkylator
Se resurserna för ett webbverktyg som låter dig bestämma pH för olika sura och basiska lösningar. Du kan använda detta för att få en känsla för förhållandena mellan olika individuella syrastyrkor, koncentration och pH.