PH-definisjon og ligning i kjemi

pH er et mål på hydrogen ion konsentrasjon, et mål på surhet eller alkalitet av en løsning. PH-skalaen varierer vanligvis fra 0 til 14. Vandige løsninger ved 25 ° C med en pH-verdi under 7 er surt, mens de med en pH-verdi større enn 7 er basale eller alkalisk. Et pH-nivå på 7,0 ved 25 ° C er definert som "nøytral" fordi det konsentrasjon av H₃O⁺ tilsvarer konsentrasjonen av OH⁻ i rent vann. Veldig sterke syrer kan ha en negativ pH, mens veldig sterke baser kan ha en pH-verdi over 14.

Ligningen for beregning av pH ble foreslått i 1909 av den danske biokjemikeren Søren Peter Lauritz Sørensen:

pH = -log [H⁺]

hvor log er bas-10 logaritme og [H⁺] står for hydrogenionkonsentrasjonen i enheter mol per liter løsning. Begrepet "pH" kommer fra det tyske ordet "potenz", som betyr "kraft", kombinert med H, elementets symbol for hydrogen, så pH er en forkortelse for "kraft av hydrogen."

Vi jobber med mange syrer (lav pH) og baser (høy pH) hver dag. Eksempler på pH-verdier for laboratoriekjemikalier og husholdningsprodukter inkluderer:

0: saltsyre
2.0: sitronsaft
2.2: eddik
4.0: vin
7.0: rent vann (nøytralt)
7.4: menneskeblod
13.0: lut
14,0: natriumhydroksyd

pH har bare betydning i en vandig løsning (i vann). Mange kjemikalier, inkludert væsker, har det ikke pH-verdier. Hvis det ikke er vann, er det ingen pH. For eksempel er det ingen pH-verdi for vegetabilsk olje, bensin eller ren alkohol.

International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) har en litt annen pH-skala som er basert på elektrokjemiske målinger av en standard bufferløsning. I hovedsak bruker definisjonen ligningen:

pH = -log a_{H +}

hvor en_{H +} står for hydrogenaktivitet, som er den effektive konsentrasjonen av hydrogenioner i en løsning. Dette kan være litt forskjellig fra den sanne konsentrasjonen. IUPAC pH-skalaen inkluderer også termodynamiske faktorer, som kan påvirke pH.

For de fleste situasjoner er standard pH-definisjonen tilstrekkelig.

Grove pH-målinger kan gjøres ved bruk av lakmuspapir eller en annen type pH-papir kjent for å endre farger rundt en viss pH-verdi. De fleste indikatorer og pH-papirer er bare nyttige for å fortelle om et stoff er en syre eller en base eller for å identifisere pH innenfor et smalt område. En universell indikator er en blanding av indikatorløsninger beregnet på å gi en fargeendring over et pH-område på 2 til 10.

Mer nøyaktige målinger gjøres ved å bruke primære standarder for å kalibrere en glasselektrode og pH-måler. Elektroden fungerer ved å måle potensialforskjellen mellom en hydrogenelektrode og en standardelektrode. Et eksempel på en standardelektrode er sølvklorid.

pH brukes i hverdagen, så vel som vitenskap og industri. Det brukes i matlaging (f.eks. Å reagere bakepulver og en syre for å få bakevarer til å stige), til å lage cocktailer, i rengjøringsmidler og i konservering av mat. Det er viktig innen bassengvedlikehold og vannrensing, landbruk, medisin, kjemi, ingeniørvitenskap, oseanografi, biologi og andre vitenskaper.