pH apibrėžimas ir lygtis chemijoje

PH lygis žemiau 7 yra rūgštus, o aukštesnis nei 7 yra šarminis

ThoughtCo / Grace Kim

pH yra matas vandenilis jonų koncentracija , matas rūgštingumas arbašarmingumasiš a sprendimas . PH skalė paprastai svyruoja nuo 0 iki 14. Vandeniniai tirpalai 25 °C temperatūroje, kai pH mažesnis nei 7 are rūgštus , o tie, kurių pH didesnis nei 7, yra baziniai arbašarminis. PH lygis 7,0 esant 25 °C temperatūrai yra apibrėžiamas kaip „neutralus“, nes koncentracija iš H₃O⁺lygi OH koncentracijai⁻gryname vandenyje. Labai stiprios rūgštys gali turėti neigiamas pH , o labai stiprių bazių pH gali būti didesnis nei 14.

pH lygtis

Lygtis už skaičiuojant pH 1909 m. pasiūlė danų biochemikas Sørenas Peteris Lauritzas Sørensenas:

pH = -log[H⁺]

kur log yra 10 bazinis logaritmas ir [H⁺] reiškia vandenilio jonų koncentraciją molių litre tirpalo. Terminas „pH“ kilęs iš vokiško žodžio „potenz“, kuris reiškia „galia“, kartu su H, vandenilio elemento simboliu, todėl pH yra „vandenilio galios“ santrumpa.

Įprastų cheminių medžiagų pH verčių pavyzdžiai

Kasdien dirbame su daugybe rūgščių (žemas pH) ir bazių (aukštas pH). Laboratorinių cheminių medžiagų ir buitinių produktų pH verčių pavyzdžiai:

0: druskos rūgštis
2.0: citrinos sultys
2.2: actas
4.0: vynas
7.0: grynas vanduo (neutralus)
7.4: žmogaus kraujas
13,0: šarmas
14,0: natrio hidroksidas

Ne visi skysčiai turi pH vertę

pH reikšmė turi tik vandeniniame tirpale (vandenyje). Daugelis cheminių medžiagų, įskaitant skysčius, neturi pH vertės . Jei nėra vandens, nėra ir pH. Pavyzdžiui, nėra pH vertės daržovių aliejus , benzinas arba grynas alkoholis.

IUPAC pH apibrėžimas

Tarptautinė grynosios ir taikomosios chemijos sąjunga (IUPAC) turi šiek tiek kitokią pH skalę, kuri pagrįsta standartinio buferinio tirpalo elektrocheminiais matavimais. Iš esmės apibrėžime naudojama lygtis:

pH = -log a_H+

kur_H+reiškia vandenilio aktyvumą, kuris yra efektyvi vandenilio jonų koncentracija tirpale. Tai gali šiek tiek skirtis nuo tikrosios koncentracijos. IUPAC pH skalė taip pat apima termodinaminius veiksnius, kurie gali turėti įtakos pH.

Daugeliu atvejų pakanka standartinio pH apibrėžimo.

Kaip matuojamas pH

Apytikslius pH matavimus galima atlikti naudojant lakmuso popierėlis arba kito tipo pH popieriaus, kuris, kaip žinoma, keičia spalvas apie tam tikrą pH vertę. Dauguma indikatorių ir pH dokumentų yra naudingi tik norint nustatyti, ar medžiaga yra rūgštis ar bazė, arba nustatyti pH siaurame diapazone. Universalus indikatorius yra indikatorinių tirpalų mišinys, skirtas pakeisti spalvą, kai pH yra nuo 2 iki 10.

Tikslesni matavimai atliekami naudojant pirminius standartus stikliniam elektrodui ir pH matuokliui kalibruoti. Elektrodas veikia matuojant potencialų skirtumą tarp vandenilio elektrodo ir standartinio elektrodo. Standartinio elektrodo pavyzdys yra sidabro chloridas.

pH panaudojimas

pH naudojamas kasdieniame gyvenime, taip pat moksle ir pramonėje. Jis naudojamas gaminant maistą (pvz., reaguojant kepimo milteliams ir rūgštims, kad kepiniai pakiltų), kuriant kokteilius, valikliuose ir maisto konservavimui. Tai svarbu baseinų priežiūros ir vandens valymo, žemės ūkio, medicinos, chemijos, inžinerijos, okeanografijos, biologijos ir kitų mokslų srityse.