PH-skalan är en metod för att representera hur surt eller basiskt ett ämne är. Skalan verkar kontraintuitiv vid första anblicken, men den används i stor utsträckning inom biologi, kemi, geologi och andra fysiska vetenskaper. Kommunikation inom dessa områden kräver förståelse för begreppet pH. En gång förstådd är pH-skalan ett användbart index för att kommunicera en kritisk fysikalisk egenskap hos ämnen.
Definition
pH, som alltid skrivs med gemener "p", är en skala för hur mycket joniskt väte som finns i ett ämne. Skalan går från 0 till 14. Helt rent vatten har ett pH på 7, vilket är neutralt. Ju lägre antal på skalan, desto surare är ämnet. Ju högre antal på skalan, desto mer basisk eller alkalisk är ämnet. Ämnen som är extremt sura eller basiska tenderar att vara frätande eller orsaka brännskador. Skalan är logaritmisk, vilket innebär att den är baserad på tiotals. Således är ett ämne med ett pH på 4 tio gånger surare än ett ämne med ett pH på 5.
Beräkning av pH
Matematiskt betyder pH den negativa loggen för koncentrationen av vätejoner i ett ämne. Detta tar koncentrationen av vätejoner i ett ämne och omvandlar det till ett värde på pH-skalan, där det bättre kan förstås. Koncentrationen av väte finns i form av molaritet, eller mol per liter. Därefter tas den negativa loggen för koncentrationen. Så pH i kemi är ett strömlinjeformat sätt att representera hur många vätejoner som finns i ett givet ämne.
Ett exempel
Till exempel, om ett prov är 1 liter och innehåller 0,02 g väte kan du beräkna dess pH. Du måste först bestämma dess molaritet. Eftersom en mol väte är ungefär 1 g är 0,02 gram per liter samma som 0,02 mol per liter, vilket ger en molaritet på 0,02. I vetenskaplig notation skulle detta vara 2 x 10 ^ -2. Så den negativa loggen för detta nummer skulle vara exponenten med ett negativt tecken framför sig (--2 = 2). Således skulle pH i detta prov vara 2.
Hitta pH genom pOH
Du kan också använda ett indirekt sätt att mäta pH. Om du känner till pOH kan du beräkna pH. POH är den negativa loggen för hydroxiden, eller OH-gruppen, jonen. På grund av hur väte och hydroxid interagerar är pOH väsentligen det omvända av pH. Så om du känner till hydroxidkoncentrationen kan du beräkna pH med ekvationen 14 - pOH = pH. Till exempel, om ett ämne har en pOH på 12, skulle det ha ett pH på 2. Du kan använda samma princip i omvänd ordning för att hitta pOH från pH, med formeln 14 - pH = pOH.