Як розрахувати рН та рОН

Шкали, що використовуються для обчислення рН та рОН, є протилежними сторонами тієї самої монети. Хоча один повідомляє вам концентрацію іонів водню (гідронію), інший - концентрацію іонів гідроксиду.

Зазвичай рН повідомляється за шкалою 0-14 (хоча це не абсолютна шкала). Вам може бути знайомий той факт, що при низькому значенні pH речовина вважається кислою, а при високому значенні pH речовина вважається основною. Ця стаття показує, чому це так, і як розрахувати pH і pOH.

TL; ДР (занадто довгий; Не читав)

Для того, щоб розрахувати рН, візьміть негативний логарифм концентрації іонів гідронію. Щоб знайти pOH, просто відніміть рН від 14.

Для того, щоб розрахувати pOH, візьміть негативний логарифм концентрації гідроксид-іонів. Щоб знайти рН, просто відніміть pOH від 14.

Що вимірюють pH та pOH?

Коли до води додають сильну кислоту, відбувається збільшення кількості іони гідронію (H3О+). Це пов’язано з тим, що іон водню, пов’язаний з кислотою, дисоціює від кислоти та асоціюється з молекулою води. Погляньте на наступний приклад HCl, який є дуже сильною кислотою:

РН дає вказівку на концентрацію H3О+ у розчині, тоді як pOH дає вказівку на концентрацію OH-. Але як ви насправді отримуєте ці цифри і що вони означають?

Як ви розраховуєте рН та рОН?

"P" в рН і pOH означає "-лог"H або OH в рН і pOH вказують на концентрацію будь-яких іонів гідронію (H3О+) або гідроксид-іони (OH-). Отже, рН вимірює концентрацію іонів гідронію, тоді як рОН вимірює концентрацію іонів гідроксиду.

Тільки сильні кислоти та основи повністю дисоціюють у воді. Як результат, якщо вам дають концентрацію кислоти, ви також знаєте концентрацію іонів гідронію.

Скажімо, у вас є 0,001 М розчин HCl. Оскільки кислота повністю дисоціює, це означає, що ваша концентрація іонів гідронію також становить 0,001 М. Щоб знайти рН, візьміть від’ємний журнал:

Так,

POH - від’ємний журнал концентрації гідроксид-іонів. Але виходячи з наведеного вище рівняння, ви нічого не знаєте про гідроксид-іони, то що ви робите?

Насправді, з причин, пов’язаних з константою дисоціації води при 25 градусах С (які виходять за рамки цієї статті):

Це означає, що якщо ви знаєте або рН, або рН, ви знаєте і інше!

Отже, якщо рН вашого кислотного розчину три, ви можете включити це у рівняння вище, щоб знайти pOH:

Таким чином,

Для 0,001 М розчину HCl рН дорівнює трьом, а рОН - 11.

Ви також можете зробити зворотний розрахунок. Скажімо, у вас міцна основа, яка має рН 13. Що таке pOH?

Таким чином, pOH:

Визначення кислотних та основних розчинів

Як можна з першого погляду зрозуміти, чи є розчин кислотним основним на основі цих чисел?

Ну, шкала рН - це зручний спосіб говорити про кислоти та основи. Цифра на шкалі рН говорить щось про цей розчин.

  1. При рН <7 розчин вважається кислим через високу концентрацію іонів водню.
  2. При рН> 7 розчин вважається основним через низьку концентрацію іонів водню.
  3. При рН = 7 розчин вважається нейтральним, оскільки концентрація водню та гідроксид-іонів однакова.
  • Поділитися
instagram viewer