การเจือจางเป็นเทคนิคในห้องปฏิบัติการทั่วไปที่นักศึกษาวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่พบเมื่อต้องการบรรลุความเข้มข้นเฉพาะของสารละลาย แต่มันก็เป็นสิ่งที่คุณทำเมื่อคุณเติมน้ำลงในอาหารและเครื่องดื่มที่บ้านเพื่อให้เป็นที่ชื่นชอบของคุณมากขึ้น การเจือจางส่งผลต่อคุณสมบัติหลายอย่างของสารละลาย รวมถึงระดับ pH
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
การเจือจางทำให้สารละลายที่เป็นกรดมีความเป็นด่างมากขึ้น และสารละลายด่างมีความเป็นกรดมากขึ้น ในการหาผล pH ของการเจือจาง คุณต้องกำหนดความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนและแปลงเป็น pH โดยใช้สูตรการทำงานอย่างง่าย
ความหมายของการเจือจาง
ในการเจือจางสารละลายในน้ำ คุณเพียงแค่เติมน้ำลงไป ซึ่งจะเป็นการเพิ่มสัดส่วนของตัวทำละลายหรือวัสดุของเหลวสำหรับการเจือจางเมื่อเทียบกับตัวถูกละลายหรือส่วนประกอบที่ละลายในตัวทำละลาย ตัวอย่างเช่น หากคุณเจือจางน้ำเค็ม สารละลายจะมีเกลือในปริมาณเท่ากัน แต่ปริมาณน้ำจะเพิ่มขึ้น
ความหมายของ pH
มาตราส่วน pH วัดความเป็นกรดหรือด่างของสาร มันทำงานตั้งแต่ 0 ถึง 14 โดยที่ pH 7 เป็นกลาง pH ต่ำกว่า 7 เป็นกรดและ pH สูงกว่า 7 เป็นด่าง มาตราส่วนเป็นแบบลอการิทึม ซึ่งหมายความว่าค่า pH ทั้งหมดที่ต่ำกว่า 7 มีค่าความเป็นกรดมากกว่าค่าถัดไปที่สูงกว่าสิบเท่า ตัวอย่างเช่น pH 3 เป็นกรดมากกว่า pH 4 ถึงสิบเท่าและเป็นกรดมากกว่า pH 5 ถึง 100 เท่า
เช่นเดียวกับค่า pH ที่สูงกว่า 7 แต่ละค่ามีความเป็นด่างมากกว่าค่าทั้งหมดที่ต่ำกว่าถัดไปสิบเท่า ตัวอย่างเช่น pH 9 เป็นด่างมากกว่า pH 8 ถึงสิบเท่าและเป็นด่างมากกว่า pH 7 ถึง 100 เท่า น้ำบริสุทธิ์หรือน้ำกลั่นมีค่า pH เท่ากับ 7 แต่เมื่อคุณเติมสารเคมีลงในน้ำ สารละลายจะกลายเป็นกรดหรือด่างก็ได้ ระดับ pH ของสารละลายเป็นตัววัดความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน สารละลายที่มีความเข้มข้นสูงของไฮโดรเจนไอออนจะมีค่า pH ต่ำ และสารละลายที่มีความเข้มข้นของไอออน H+ ต่ำจะมีค่า pH สูง
เจือจางกรด
สารที่เป็นกรด ได้แก่ กาแฟดำ กรดแบตเตอรี่ และน้ำมะนาว การเจือจางกรดจะลดความเข้มข้นของไอออน H+(aq) ซึ่งจะทำให้ระดับ pH ของสารละลายเพิ่มขึ้นเป็น 7 ซึ่งจะทำให้มีความเป็นกรดน้อยลง อย่างไรก็ตาม ระดับ pH ของสารละลายที่เป็นกรดไม่สามารถมากกว่า 7 เนื่องจากน้ำที่คุณเติมเพื่อเจือจางจะไม่เป็นด่าง
เจือจางอัลคาไล
สารที่เป็นด่าง ได้แก่ แอมโมเนีย ผงฟู และสารฟอกขาว การเจือจางสารอัลคาไลจะลดความเข้มข้นของไอออน OH-(aq) ซึ่งจะทำให้ระดับ pH ของสารละลายลดลงเหลือ 7 ทำให้มีความเป็นด่างน้อยลง อย่างไรก็ตาม ระดับ pH ของสารละลายอัลคาไลน์ต้องไม่ต่ำกว่า 7 เนื่องจากน้ำที่คุณเติมเพื่อเจือจางจะไม่เป็นกรด
การคำนวณผล pH ของการเจือจาง
ระดับ pH ของสารละลายเป็นตัววัดความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน สารละลายที่มีความเข้มข้นสูงของไฮโดรเจนไอออนจะมีค่า pH ต่ำ และสารละลายที่มีความเข้มข้นของไอออน H+ ต่ำจะมีค่า pH สูง นิยามการทำงานอย่างง่ายของ pH คือ pH = - log[H+] โดยที่ [H+] คือโมลาริตีของไฮโดรเจนไอออน ลอการิทึมของตัวเลขเป็นเพียงเลขชี้กำลังเมื่อคุณเขียนตัวเลขนั้นเป็นกำลังสิบ คำจำกัดความของ pH ที่แก้ไขสำหรับโมลาริตีของไฮโดรเจนไอออนคือ [H+] = 10-pH ตัวอย่างเช่น โมลาริตีของไฮโดรเจนไอออนในสารละลาย pH 6 คือ 10-6 ม. ใช้การคำนวณนี้เพื่อประมาณความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนก่อนการเจือจาง
หลังจากการเจือจาง ให้วัดปริมาตรใหม่ของสารละลาย ตัวอย่างเช่น หากคุณเจือจางสารละลายเป็นสี่เท่าของปริมาตรเดิม ความเข้มข้นจะลดลงเหลือหนึ่งในสี่ ถ้าปริมาตรเดิมคือ V1 และปริมาตรรวมหลังการเจือจางคือ V4 ความเข้มข้นสุดท้ายจะเท่ากับ V1/V4 คูณด้วยความเข้มข้นเดิม จากนั้น คุณสามารถแปลงความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนกลับเป็น pH โดยใช้ pH = - log[H+]