Вода має багато корисних та цікавих властивостей, і деякі з них очевидні з першого погляду. Зрозуміло, що світ складається з великої кількості води, але майже жодної води, яку ви коли-небудь бачили, не є "просто" водою. Деякі води, як вода з-під крана, виглядають кристально чистими і містять лише незначну кількість, якщо домішки, тоді як у більшості ставкових та океанських вод видимі речовини розчинені або суспендовані.
Ще однією цікавою властивістю води є те, що з точки зору pH - термін, популярний в рекламі шампунів, а також на тести хімії, він знаходиться прямо в середині шкали: він не є ні кислотою, ні основою, і це чудово нейтральний. Продовжуйте читати, щоб дізнатись, що це означає з точки зору математичної формули рН та визначень кислот та основ у хімії.
Що таке кислоти та основи?
Термін рН асоціюється з кислотність. Кислоти - це сполуки, здатні віддавати протон або іон водню (Н +) у водному розчині, залишаючи за собою аніон (негативно заряджений іон), який називається кон'югованою основою, і генерує гідроній (Н
3Іон O +) у воді. Сильні кислоти такі як HCl віддають свої протони навіть тоді, коли в розчині вже є відносно багато протонів. Слабкі кислоти віддають їх у розчинах, ближчих до pH-нейтральних, значення 7,0.Основи являють собою сполуки, які можуть приймати протони або еквівалентно у водних розчинах виділяти гідроксильну групу (–OH). Міцна база такі як NaOH можуть робити це навіть у присутності високої концентрації гідроксильних іонів (або низької концентрації іонів Н +). Слабкі основи, як слабкі кислоти, як правило, не іонізуються, поки рН не стане близьким до нейтрального.
Що означає рН?
Хоча рН відноситься до міри кислотності (або лужності, яку також називають основною), вона насправді означає пудвуарний гідрогенем, або "сила водню" по-французьки. У галузях хімії мале "p" є оператором, що означає "приймати від'ємний логарифм".
Якщо врахувати математику, це шкала, яка стискає дуже широкий діапазон концентрацій гідронію та гідроксиду, що спостерігаються у воді, у шкалу, яка для практичних цілей становить від 0 до 14.
Розчин з рН 1,0 сильно кислий і має [H+] концентрація в 10 разів перевищує розчин з рН 2,0, у 100 разів перевищує розчин з рН 3,0 та 1000 разів вище, ніж розчин з рН 4,0. Це пов’язано з якостями логарифмів, як ви побачите через пару приклади.
Що таке основне рівняння рН?
Формула рН найчастіше приймає вигляд рН = –log [H+], де [H +] - концентрація в молях на літр (моль / л або М). Існує еквівалентна формула для концентрації гідроксид-іонів:
pOH = - [OH–]
Приклад: Яким є рН розчину з [H+] 2,8 × 10–3 М?
pH = –log [2,8 × 10–3] = 2.55
Вода сама по собі кислота чи основа?
Вода має рН 7,0; для кожного іона Н +, який "вивільнюється", один ОН– Іон існує, щоб збалансувати його. Вода, таким чином амфотерний, або здатний діяти як кислота, так і як основа (при цьому не будучи особливо «добрим» ні в одній).
самоіонізація води представляється виразом Kw= [H3O +] [OH−] = 1.0 × 10−14, де Кw - константа води. Тому що pKw= –Log [Kw] і Кw - константа 1,0 × 10−14, pKw = 14, що визначає дивно пронумеровану шкалу рН.
Більш загально, Kw представлена константою дисоціації для кислот Ка, яка варіюється від виду до виду.
Розрахувати pH: калькулятор або Інтернет-інструмент
Вам не потрібно робити проблеми з рН або рКа проблеми, пов’язані з водою в голові; Ви можете скористатися стандартною функцією журналу калькулятора або відвідати сторінку, подібну до тієї, що дозволена в Ресурсах ви вводите різні значення рН для різних кислот у різних концентраціях в рішення.