Slik beregner du pH-verdier

pH er et mål på hvor sur eller basisk en kjemisk løsning er. De pH- skalaen går fra 0 til 14 - en verdi på syv regnes som nøytral, mindre enn syv sur og større enn syv basisk.

pH er den negative base 10-logaritmen ("log" på en kalkulator) av hydrogenionkonsentrasjonen til en løsning. For å beregne det, ta loggen over en gitt hydrogenionkonsentrasjon og snu tegnet. Se mer informasjon om pH-formelen nedenfor.

Her er en mer grundig gjennomgang av hvordan du beregner pH og hva pH betyr med hensyn til hydrogenionkonsentrasjon, syrer og baser.

Det er flere måter å definere syrer og baser på, men pH refererer spesifikt bare til hydrogen ion konsentrasjon og påføres vandig (vannbaserte) løsninger. Når vann dissosierer, gir det et hydrogenion og et hydroksyd. Se denne kjemiske ligningen nedenfor.

H₂O ↔ H⁺ + OH^-

Husk at [] refererer til når du beregner pH molariteten, M. Molaritet uttrykkes i enheter mol oppløst per liter løsning. Hvis du blir gitt konsentrasjon i enhver annen enhet

Forholdet mellom pH og molaritet kan uttrykkes som:

K_w = [H⁺][ÅH^-] = 1x10^-14 ved 25 ° C
for rent vann [H⁺] = [OH^-] = 1x10^-7

• K_w er dissosiasjonskonstanten for vann
• Syreoppløsning: [H⁺]> 1x10^-7
• Grunnleggende løsning: [H⁺] <1x10^-7

Likevektsligningen gir følgende formel for pH:

pH = -log₁₀[H⁺]
[H⁺] = 10^Ph

Med andre ord, pH er den negative loggen for den molare hydrogenionkonsentrasjonen, eller den molare hydrogenionkonsentrasjonen tilsvarer 10 til kraften til den negative pH-verdien. Det er enkelt å gjøre denne beregningen på hvilken som helst vitenskapelig kalkulator fordi oftere enn ikke har disse en "logg" -knapp. Dette er ikke det samme som "ln" -knappen, som refererer til den naturlige logaritmen.

Du kan enkelt bruke en pH-verdi til beregne pOH hvis du husker:

pH + pOH = 14

Dette er spesielt nyttig hvis du blir bedt om å finne pH i en base, siden du vanligvis løser for pOH heller enn pH.

Prøv disse prøveproblemene for å teste kunnskapen din om pH.

Beregn pH for en spesifikk [H⁺]. Beregn pH gitt [H⁺] = 1,4 x 10^-5 M

Svar:

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

Beregn [H⁺] fra en kjent pH. Finn [H⁺] hvis pH = 8,5

Svar:

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

Finn pH hvis H⁺ konsentrasjonen er 0,0001 mol per liter.

Her hjelper det å omskrive konsentrasjonen som 1,0 x 10^-4 M fordi dette gjør formelen: pH = - (- 4) = 4. Eller du kan bare bruke en kalkulator for å ta loggen. Dette gir deg:

Svar:

pH = - log (0,0001) = 4

Vanligvis får du ikke hydrogenionkonsentrasjonen i et problem, men må finne den fra en kjemisk reaksjon eller syrekonsentrasjon. Enkelheten med dette vil avhenge av om du har en sterk syre eller a svak syre. De fleste problemer som ber om pH er for sterke syrer fordi de fullstendig dissosierer seg i ionene sine i vann. Svake syrer derimot, dissosierer bare delvis, så ved likevekt inneholder en løsning både den svake syren og ionene den dissosieres i.

Finn pH i en 0,03 M løsning av saltsyre, HCl.

Husk at saltsyre er en sterk syre som dissosierer i henhold til et molforhold på 1: 1 til hydrogenkationer og kloranioner. Så konsentrasjonen av hydrogenioner er nøyaktig den samme som konsentrasjonen av syreoppløsningen.

Svar:

[H⁺ ] = 0,03 M

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

Når du utfører pH-beregninger, må du alltid sørge for at svarene dine er fornuftige. En syre skal ha en pH som er mye mindre enn syv (vanligvis en til tre) og en base skal ha en høy pH-verdi (vanligvis rundt 11 til 13). Mens det er teoretisk mulig å gjøre det beregne en negativ pH, skal pH-verdiene være mellom 0 og 14 i praksis. Dette betyr at en pH-verdi høyere enn 14 indikerer en feil enten ved å sette opp beregningen eller selve beregningen.