Kas yra pH ir ką jis matuoja?

Davidas Gouldas / Getty Images

pH yra logaritminis vandenilio jonų koncentracijos matas vandeninis tirpalas pH = -log[H⁺] kur log yra 10 bazinis logaritmas ir [H⁺] yra vandenilio jonų koncentracija moliais litre

pH apibūdina vandeninio tirpalo rūgštingumą arba baziškumą, kai pH žemesnis nei 7 yra rūgštinis, o didesnis nei 7 – bazinis. 7 pH laikomas neutraliu (pvz., grynas vanduo). Paprastai pH vertės svyruoja nuo 0 iki 14, nors ir labai stiprios rūgštys gali turėti a neigiamas pH , o labai tvirti pagrindai pH gali viršyti 14.

Terminą „pH“ 1909 m. pirmą kartą aprašė danų biochemikas Sørenas Peteris Lauritzas Sørensenas. pH yra „vandenilio galios“ santrumpa, kur „p“ yra vokiško žodžio, reiškiančio galią, trumpinys. galia ir H yra vandenilio elemento simbolis.

Kodėl pH matavimai yra svarbūs

Cheminių medžiagų reakcijas vandenyje veikia tirpalo rūgštingumas arba šarmingumas. Tai svarbu ne tik chemijos laboratorijoje, bet ir pramonėje, kulinarijoje ir medicinoje. pH yra kruopščiai reguliuojamas žmogaus ląstelėse ir kraujyje. Normalus kraujo pH diapazonas yra nuo 7,35 iki 7,45. Net dešimtadaliu pH vieneto pokytis gali būti mirtinas. Dirvožemio pH yra svarbus pasėlių dygimui ir augimui. Rūgštūs lietūs, kuriuos sukelia gamtiniai ir žmogaus sukelti teršalai, keičia dirvožemio ir vandens rūgštingumą, labai paveikdami gyvus organizmus ir kitus procesus. Gaminant maistą, pH pokyčiai naudojami kepant ir gaminant alaus. Kadangi daug reakcijų kasdienybė turi įtakos pH, pravartu žinoti, kaip jį apskaičiuoti ir išmatuoti.

Kaip matuojamas pH

Yra keli būdai, pH matavimas .

• Labiausiai paplitęs metodas yra pH matuoklis, kurį sudaro pH jautrus elektrodas (dažniausiai pagamintas iš stiklo) ir etaloninis elektrodas.
• Rūgščių-šarmų indikatoriai keičia spalvą reaguodami į skirtingas pH vertes. Lakmuso popierius ir pH popierius naudojami greitiems ir gana netiksliems matavimams. Tai yra popieriaus juostelės, kurios buvo apdorotos indikatoriumi.
• Mėginio pH matavimui gali būti naudojamas kolorimetras. Buteliukas užpildomas mėginiu ir įpilamas reagentas, kad spalva pasikeistų priklausomai nuo pH. Spalva lyginama su diagrama arba standartu, siekiant nustatyti pH vertę.

Ekstremalaus pH matavimo problemos

Laboratorinėse situacijose gali susidurti su itin rūgštiniais ir šarminiais tirpalais. Kasyba yra dar vienas situacijos, kai gali susidaryti neįprastai rūgštūs vandeniniai tirpalai, pavyzdys. Ekstremaliems matavimams reikia naudoti specialius metodus pH vertės žemiau 2,5 ir daugiau apie 10,5, nes Nernsto dėsnis tokiomis sąlygomis nėra tikslus, kai naudojami stiklo elektrodai. Jonų stiprumo kitimas turi įtakos elektrodų potencialai . Gali būti naudojami specialūs elektrodai, priešingu atveju svarbu atsiminti pH matavimai nebus tokie tikslūs, kaip ir įprastuose sprendimuose.