pH představuje vodíkový iontový potenciál a pOH je hydroxyiontový potenciál roztoků.
Jedná se o logaritmické stupnice používané k měření kyselého a zásaditého charakteru vzorku.
Hodnoty, které je tvoří, se pohybují od 0 do 14 a byly získány z iontové rovnováhy vody.
Neutrální roztok má pH 7. Hodnoty pod 7 klasifikují roztoky jako kyselé, zatímco po 7 jsou roztoky zásadité.
S hodnotou pH je možné najít odpovídající na stupnici pOH pouhým odečtením.
Iontová vodní bilance
Molekula vody má schopnost ionizovat podle rovnice:
Zde máme iontovou rovnováhu, protože proces je reverzibilní a ionty se také mohou spojit a znovu vytvořit molekulu vody.
Další způsob, jak prokázat rovnováhu, která nastává, je prostřednictvím autoionizace.
Molekula vody generovala ionty hydronia (H3Ó+) a hydroxyl (OH-) narušením druhé molekuly.
Iontový produkt vody (K.w)
Konstanta pro iontovou rovnováhu vody je:
Protože voda je čistá kapalina, její koncentrace se považuje za 1 a nezasahuje do konstantní hodnoty. Proto se výraz stává:
Ó iontový produkt z Voda é .
Tento výraz přijímá symbol K.w (W pochází z anglického slova water - voda) a podobně jako rovnovážná konstanta se mění s teplotou.
Stanovení pH a pOH
Při teplotě 25 ° C je iontovým produktem vody:
Při ionizaci čisté vody 1 mol H3Ó+ se tvoří s 1 molem OH- .
Již brzy,
Protože jsou tyto hodnoty extrémně nízké, bylo rozhodnuto použít hodnoty cologaritmů, které odpovídají logaritmu se zaměněným znaménkem.
Aplikujeme-li cologaritmus na iontový produkt vody, musíme:
Můžeme pozorovat, že: pokud známe pH roztoku, lze hodnotu pOH zjistit odečtením první hodnoty od 14.
Kyselost a zásadnost řešení
Neutrální roztok: koncentrace hydroniových iontů je stejná jako u hydroxylových skupin.
| [H3Ó+] = 1,0. 10-7 mol / l | pH = 7 |
| [Ach-] = 1,0. 10-7 mol / l | pOH = 7 |
Příklad: čistá voda.
kyselý roztok: koncentrace hydroniových iontů je vyšší než koncentrace hydroxylových skupin.
| [H3Ó+] |
pH |
| [Ach-] |
pOH |
Příklad: soda, citron a rajče.
základní řešení: koncentrace hydroxylových skupin je vyšší než koncentrace hydroniových iontů.
| [H3Ó+] |
pH |
| [Ach-] |
pOH |
Příklad: vejce, mýdlo a bělidlo.
Výpočet pH
Koncept vodíkového potenciálu vytvořil dánský chemik Peter Lauritz Sorensen (1868-1939), aby vyjádřil kyselost roztoku koncentrací H+.
V následující tabulce je uvedena ionizace a kyselina:
| Počáteční molarita | 0,020 | 0 | 0 |
| ionizace | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| Molarita v rovnováze | 0,019 | 0,001 | 0,001 |
V příkladu máme tu koncentraci iontů H+ é 0,001. Proto je pH roztoku:
[H+] = 0,001 = 10-3
pH = - log 10-3 = 3
Protože pH roztoku je nižší než 7, je tento roztok kyselý.
Souhrn o pH a pOH
| Definice | pH: vodíkový iontový potenciál roztoku. | |
|---|---|---|
| pOH: hydroxyliontový potenciál roztoku. | ||
| obecný vzorec | pH + pOH = 14 | |
| Řešení | Neutrální | pH = pOH = 7 |
| kyselé |
pH pOH> 7 |
|
| základy |
pOH pH> 7 |
|
| Výpočet pH | pH = - log [H+] | |
| Výpočet pOH | pOH = -log [OH-] |
Cvičení na pH a pOH
1. (FMTM) pH žaludeční šťávy, vodného roztoku kyseliny chlorovodíkové (HCℓ), je přibližně 2. Proto je hmotnost HCℓ existující v každém litru žaludeční šťávy v gramech
Data: Molární hmotnosti (g / mol) H = 1, Cℓ = 35,5
a) 7,3 · 10-2
b) 3,65 · 10-1
c) 10-2
d) 2
e) 10
Správná alternativa: b) 3,65 · 10-1.
1. krok: výpočet koncentrace iontů H+.
2. krok: výpočet molární hmotnosti HCl.
3. krok: vypočítejte hmotnost kyseliny chlorovodíkové v každém litru žaludeční šťávy.
2. (UEMG) Některé čisticí prostředky mají ve svém složení amoniak. Štítek jednoho z těchto produktů označuje pH = 11. To znamená, že koncentrace hydroxonových kationtů a hydroxylových aniontů v tomto produktu jsou:
až 1. 10-3 a 1. 10-11
b) 1. 10-11 a 1. 10-7
c) 1. 10-11 a 1. 10-3
d) 1. 10-11 a 1. 10-11
Správná alternativa: c) 1. 10-11 a 1. 10-3.
a) NESPRÁVNÉ. Tyto koncentrace odpovídají roztoku o pH = 3.
b) NESPRÁVNÉ. Ačkoli koncentrace H+ značí, že pH roztoku je 11, koncentrace iontů OH- je špatné, protože by mělo být 3, protože: pOH = 14 - pH.
c) SPRÁVNĚ. pH = 11 a pOH = 3, protože pH + pOH = 14.
d) NESPRÁVNÉ. Ačkoli koncentrace H+ značí, že pH roztoku je 11, koncentrace iontů OH- je špatné, protože by mělo být 3, protože: pOH = 14 - pH.
a) 0,1 mol / l NaOH
b) NaCl 0,5 mol / l
c) H2POUZE4 1,0 mol / l
d) 1,0 mol / l HCl
e) 0,2 mol / l KOH
Správná alternativa: e) KOH 0,2 mol / l.
a) NESPRÁVNÉ. Roztok je zásaditý, protože jeho pH je vyšší než 7, ale nemá vyšší pH alternativ.
b) NESPRÁVNÉ. NaCl je sůl, protože je produktem silné acidobazické reakce. Proto je jeho pH neutrální.
c) NESPRÁVNÉ. Kyselina sírová je silná kyselina, takže její pH je nízké.
d) NESPRÁVNÉ. Kyselina chlorovodíková je silná kyselina, takže její pH je nízké.
e) SPRÁVNĚ. Roztok je zásaditý, protože jeho pH je vyšší než 7.
