Tu je návod, ako vypočítať hodnoty pH

Rýchly prehľad z chémie

ThoughtCo / Nusha Ashjaee

pH je miera kyslosti alebo zásaditosti chemického roztoku. The pH stupnica je od 0 do 14 – hodnota sedem sa považuje za neutrálnu, menej ako sedem za kyslú a vyššiu ako sedem za zásaditú.

pH je záporný logaritmus bázy 10 („log“ na kalkulačke) koncentrácie vodíkových iónov v roztoku. Na jej výpočet vezmite logaritmus danej koncentrácie vodíkových iónov a obráťte znamienko. Viac informácií o vzorci pH nájdete nižšie.

Tu je podrobnejší prehľad o tom, ako vypočítať pH a čo znamená pH s ohľadom na koncentráciu vodíkových iónov, kyseliny a zásady.

Prehľad kyselín a zásad

Existuje niekoľko spôsobov, ako definovať kyseliny a zásady, ale pH sa konkrétne týka iba vodíka ión koncentrácie a aplikuje sa na vodný (vodné) roztoky. Keď voda disociuje, poskytuje vodíkový ión a hydroxid. Pozrite si túto chemickú rovnicu nižšie.

H_dvaO H⁺+ OH^-

Pri výpočte pH nezabudnite, že [ ] sa vzťahuje na molarita , M. Molarita je vyjadrená v jednotkách mólov rozpustenej látky na liter roztoku. Ak je vám dané koncentrácie v akejkoľvek inej jednotke ako mólov (hmotnostné percento, molalita atď.), previesť ju na molaritu, aby sa použil vzorec pH.

Vzťah medzi pH a molaritou možno vyjadriť ako:

K_v= [H⁺][OH^-] = 1x10^-14pri 25 °C
pre čistú vodu [H⁺] = [OH^-] = 1x10^-7

• K_vje disociačná konštanta vody
• Kyslý roztok : [H⁺] > 1x10^-7
• Základné riešenie : [H⁺]<1x10^-7

Ako vypočítať pH a [H+]

Rovnovážna rovnica poskytuje nasledujúci vzorec pre pH:

pH = -log₁₀[H⁺]
[H⁺] = 10^-pH

Inými slovami, pH je záporný logaritmus molárnej koncentrácie vodíkových iónov alebo molárna koncentrácia vodíkových iónov sa rovná 10 mocnine zápornej hodnoty pH. Je ľahké urobiť tento výpočet na akomkoľvek vedecká kalkulačka pretože častejšie majú tlačidlo „prihlásiť sa“. Toto nie je to isté ako tlačidlo „ln“, ktoré odkazuje na prirodzený logaritmus.

pH a pOH

Môžete ľahko použiť hodnotu pH vypočítajte pOH ak si spomeniete:

pH + pOH = 14

Toto je obzvlášť užitočné, ak ste požiadaní, aby ste našli pH zásady, pretože zvyčajne riešite pre pOH skôr ako pH.

Príklad problémov s výpočtom

Vyskúšajte tieto vzorové úlohy, aby ste si otestovali svoje znalosti o pH.

Príklad 1

Vypočítajte pH pre špecifické [H⁺]. Vypočítajte dané pH [H⁺] = 1,4 x 10^-5M

odpoveď:

pH = -log₁₀[H⁺]
pH = -log₁₀(1,4 x 10^-5)
pH = 4,85

Príklad 2

Vypočítajte [H⁺] zo známeho pH. Nájdite [H⁺] ak pH = 8,5

odpoveď:

[H⁺] = 10^-pH
[H⁺] = 10^-8.5
[H⁺] = 3,2 x 10^-9M

Príklad 3

Nájdite pH, ak H⁺koncentrácia je 0,0001 mol na liter.

Tu pomôže prepísať koncentráciu ako 1,0 x 10^-4M, pretože to vytvára vzorec: pH = -(-4) = 4. Alebo môžete použiť kalkulačku na získanie denníka. Toto vám dáva:

odpoveď:

pH = - log (0,0001) = 4

Zvyčajne vám nie je daná koncentrácia vodíkových iónov v probléme, ale musíte ju nájsť z chemickej reakcie alebo koncentrácie kyseliny. Jednoduchosť tohto bude závisieť od toho, či máte a silná kyselina alebo a slabá kyselina . Väčšina problémov s požiadavkou na pH je pre silné kyseliny, pretože sa vo vode úplne disociujú na svoje ióny. Na druhej strane slabé kyseliny disociujú len čiastočne, takže v rovnováhe roztok obsahuje slabú kyselinu aj ióny, na ktoré sa disociuje.

Príklad 4

Nájdite pH 0,03 M roztoku kyseliny chlorovodíkovej, HCl.

Pamätajte, že kyselina chlorovodíková je silná kyselina, ktorá sa disociuje v molárnom pomere 1:1 na vodíkové katióny a chloridové anióny. Takže koncentrácia vodíkových iónov je presne rovnaká ako koncentrácia roztoku kyseliny.

odpoveď:

[H⁺] = 0,03 M

pH = - log (0,03)
pH = 1,5

Skontrolujte svoju prácu

Keď vykonávate výpočty pH, vždy sa uistite, že vaše odpovede dávajú zmysel. Kyselina by mala mať pH oveľa nižšie ako sedem (zvyčajne jedna až tri) a zásada by mala mať vysokú hodnotu pH (zvyčajne okolo 11 až 13). Aj keď je to teoreticky možné vypočítajte záporné pH hodnoty pH by v praxi mali byť medzi 0 a 14. To znamená, že pH vyššie ako 14 indikuje chybu buď v nastavení výpočtu alebo samotného výpočtu.

Zdroje

• Covington, A. K.; Bates, R.G.; Durst, R. A. (1985). „Definície stupníc pH, štandardné referenčné hodnoty, meranie pH a súvisiaca terminológia“. Pure Appl. Chem . 57 (3): 531-542. doi:10.1351/pac198557030531
• Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie (1993). Veličiny, jednotky a symboly vo fyzikálnej chémii (2. vyd.) Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-03583-8
• Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K. (2000). Vogelova kvantitatívna chemická analýza (6. vydanie). New York: Prentice Hall. ISBN 0-582-22628-7.