Definícia pH a rovnica v chémii

Úrovne pH pod 7 sú kyslé, kým hodnoty nad 7 sú zásadité

ThoughtCo / Grace Kim

pH je mierou vodík ión koncentrácie , miera kyslosť alebozásaditosťz a Riešenie . Stupnica pH sa zvyčajne pohybuje od 0 do 14. Vodné roztoky pri 25 °C s pH menším ako 7 árov kyslý , pričom tie s pH vyšším ako 7 sú zásadité respzásadité. Úroveň pH 7,0 pri 25 °C je definovaný ako „neutrálny“, pretože koncentrácie z H₃O⁺sa rovná koncentrácii OH⁻v čistej vode. Môžu mať veľmi silné kyseliny záporné pH zatiaľ čo veľmi silné zásady môžu mať pH vyššie ako 14.

pH rovnica

Rovnica pre výpočet pH navrhol v roku 1909 dánsky biochemik Søren Peter Lauritz Sørensen:

pH = -log[H⁺]

kde log je logaritmus so základom 10 a [H⁺] znamená koncentráciu vodíkových iónov v jednotkách mólov na liter roztoku. Pojem „pH“ pochádza z nemeckého slova „potenz“, čo znamená „sila“, v kombinácii s H, symbolom prvku pre vodík, takže pH je skratka pre „sila vodíka“.

Príklady hodnôt pH bežných chemikálií

Každý deň pracujeme s mnohými kyselinami (nízke pH) a zásadami (vysoké pH). Príklady hodnôt pH laboratórnych chemikálií a výrobkov pre domácnosť zahŕňajú:

0: kyselina chlorovodíková
2,0: citrónová šťava
2.2: ocot
4.0: víno
7.0: čistá voda (neutrálna)
7.4: ľudská krv
13,0: lúh
14,0: hydroxid sodný

Nie všetky kvapaliny majú hodnotu pH

pH má význam iba vo vodnom roztoku (vo vode). Mnohé chemikálie, vrátane tekutín, nemajú hodnoty pH . Ak nie je voda, nie je ani pH. Napríklad neexistuje žiadna hodnota pH pre zeleninový olej , benzín alebo čistý alkohol.

IUPAC Definícia pH

Medzinárodná únia pre čistú a aplikovanú chémiu (IUPAC) má mierne odlišnú stupnicu pH, ktorá je založená na elektrochemických meraniach štandardného tlmivého roztoku. Definícia v podstate používa rovnicu:

pH = -log a_H+

kde_H+znamená aktivitu vodíka, čo je efektívna koncentrácia vodíkových iónov v roztoku. Toto sa môže mierne líšiť od skutočnej koncentrácie. Stupnica pH IUPAC zahŕňa aj termodynamické faktory, ktoré môžu ovplyvniť pH.

Pre väčšinu situácií postačuje štandardná definícia pH.

Ako sa meria pH

Hrubé merania pH je možné vykonať pomocou lakmusový papierik alebo iný typ pH papiera, o ktorom je známe, že mení farby okolo určitej hodnoty pH. Väčšina indikátorov a pH papierikov je užitočná len na zistenie, či je látka kyselina alebo zásada, alebo na identifikáciu pH v úzkom rozmedzí. Univerzálny indikátor je zmes indikátorových roztokov určených na zmenu farby v rozsahu pH 2 až 10.

Presnejšie merania sa vykonávajú pomocou primárnych štandardov na kalibráciu sklenenej elektródy a pH metra. Elektróda funguje tak, že meria potenciálny rozdiel medzi vodíkovou elektródou a štandardnou elektródou. Príkladom štandardnej elektródy je chlorid strieborný.

Využitie pH

pH sa používa v každodennom živote, ako aj vo vede a priemysle. Používa sa pri varení (napr. reakcia prášku do pečiva a kyseliny, aby pečivo vykyslo), pri navrhovaní koktailov, v čistiacich prostriedkoch a pri konzervovaní potravín. Je to dôležité pri údržbe bazénov a čistení vody, poľnohospodárstve, medicíne, chémii, strojárstve, oceánografii, biológii a iných vedách.