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.
- При рН <7 розчин вважається кислим через високу концентрацію іонів водню.
- При рН> 7 розчин вважається основним через низьку концентрацію іонів водню.
- При рН = 7 розчин вважається нейтральним, оскільки концентрація водню та гідроксид-іонів однакова.
