O pH af en opløsning angiver indholdet (måling) af hydroniumioner (H3O+) til stede i midten. Dette indhold bestemmer, om den analyserede opløsning har en sur, basisk eller neutral karakter.
Observation: Det er bemærkelsesværdigt, at hydroniumindholdet (H3O+ eller H+) kan simpelthen erhverves i laboratoriet ved hjælp af pH-indikatorbånd - som dog ikke har stor nøjagtighed i mål - eller ved hjælp af udstyr kaldet et peagometer, der tværtimod har stor nøjagtighed til måling af pH i en opløsning.
Skridttæller eller potentiometer til måling af pH i en opløsning
At udføre beregninger, der involverer pH af en løsning kan vi bruge følgende logaritmiske ligning:
pH = - log [H3O+]
eller
pH = - log [H+]
VIGTIG: I beregninger, der involverer pH i en opløsning, bruger vi altid base 10 logaritmen.
Mind Map: Beregning af PH af løsninger
* For at downloade tankekortet i PDF, Klik her!
Fra den logaritmiske ligning ovenfor kan vi stadig bruge følgende forenkling (opnået ved at anvende en logaritmisk funktion) af denne ligning:
[H3O+] = 10-pH
Observation: Det forenklede udtryk ovenfor kan kun bruges, hvis pH-værdien er heltal; Ellers skal den logaritmiske funktion bruges.
Det er vigtigt at understrege, at beregninger, der involverer pH i en opløsning, altid er relateret til pOH (hydroxylionisk potentiale / OH-), da begge styrker er baseret på selvionisering af vand (Kw = 10-14, et fænomen, hvor vand producerer så meget H+ hvor meget oh-) og Ostwalds lov om fortynding (jo mere fortyndet en opløsning, jo større er mængden af H-kationer+ ). Dermed:
om vand autoionisering:
Kw = [H+]. [åh-], så pH + pOH = 14
lov af Ostwald-fortynding(Gennem det kan vi vide, hvor meget et bestemt materiale ioniserer eller dissocieres i vand):
Kjeg = M.α2
Ki = ioniseringskonstant af et stof i et vandigt medium;
M = molaritet eller molær koncentration af stoffet i det vandige medium;
α2 = grad af ionisering eller dissociation af materialet i mediet.
Klassificeringen af en opløsning som sur, basisk eller neutral vil have følgende kriterier (a 25 OÇ):
-
en løsningen vil være neutral når koncentrationen af H+ er lig med koncentrationen af OH- eller have en pH lig med 7.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
[H+] = [OH-]
en opløsning vil være sur når koncentrationen af H+ er større end OH-koncentrationen- eller pH er mellem 0 og 7.
[H+]> [OH-]
en løsningen vil være grundlæggende når koncentrationen af H+ er mindre end OH-koncentrationen- eller pH er mellem 7 og 14.
[H+] -]
Se nogle eksempler på beregninger, der involverer pH i opløsninger:
1º)At vide, at koncentrationen af hydronium i en kaffe er lig med 1,10-5, hvad vil pH være til stede i denne opløsning?
hvordan man træner forudsat hydroniumkoncentrationen til kaffe kan vi brug den forenklede pH-formel:
[H3O+] = 10-pH
1.10-5 = 10-pH
10-5 = 10-pH
-5 = -pH
pH = 5
Da pH er mindre end 7, er opløsningen sur.
2º) (UFU) Hvad er pH-værdien for en 0,045 mol / L eddikesyreopløsning, forudsat at den er Kjeg = 1,.10-5? Data: log 2 = 0,3; log 3 = 0,48.
Træningsdata:
M = 0,045 mol / l
Kjeg = 1,8.10-5
log 2 = 0,3
log 3 = 0,48
Hvordan øvelsen gav molaritet (M) og ioniseringskonstanten (Kjeg),Lad os først bestemme graden af ionisering af den nævnte syre, fordi koncentrationen af hydronium (H3O+ eller H+) er altid resultatet af multiplikationen mellem molariteten og graden af ionisering. Snart:
Lad os derefter beregne mængden af hydronium multipliceret molaritet af syren med den fundne ioniseringsgrad:
[H3O+] = M.α
[H3O+] = 0,045.2.10-2
[H3O+] = 0,09.10-4
[H3O+] = 9.10-4 mol / l
Endelig sætter vi hydroniumkoncentrationsværdi i den logaritmiske pH-ligning:
pH = - log [H3O+]
pH = - log 9.10-4
pH = 4 - log 9
pH = 4-log 32
pH = 4 - 2. (log 3)
pH = 4- (2.0,48)
pH = 4-0,96
pH = 3,04
Da pH er mindre end 7, er opløsningen sur.
3º)(Cefet-PR) A 45 OC, Kw for en neutral opløsning er lig med 4,10-4. Så hvad er pH-værdien af denne opløsning ved denne temperatur? Log 2 data = 0,3.
Hvordan øvelsen fortæller dig løsningen er neutral, snart [H3O+] er lig med [OH-]:
Endelig sætter vi hydroniumkoncentrationsværdi i den logaritmiske pH-ligning:
pH = - log [H+]
pH = - log 2,10-7
pH = 7 - log 2
pH = 7-0,3
pH = 6,7
Da pH er næsten 7, er opløsningen neutral (som angivet i træningsopgørelsen), fordi temperaturen er 45 OÇ.
Af mig Diogo Lopes Dias
Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
DAGE, Diogo Lopes. "Beregninger, der involverer opløsnings pH"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculos-envolvendo-ph-solucoes.htm. Adgang til 28. juni 2021.
Ostwalds lov, ioniseringskonstant, molær koncentration, grad af ionisering, svag elektrolyt, antal molioniseret, Friedrich Wilhelm Ostwald, monosyrer, monobaser.
