Έννοια και προσδιορισμός του pH και του pOH

Το ρΗ αντιπροσωπεύει το ιοντικό δυναμικό υδρογόνου και το ρΟΗ είναι το υδροξυ ιοντικό δυναμικό των διαλυμάτων.

Αυτές είναι λογαριθμικές κλίμακες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του όξινου και βασικού χαρακτήρα ενός δείγματος.

Οι τιμές που τις συνθέτουν κυμαίνονται από 0 έως 14 και ελήφθησαν από την ιοντική ισορροπία νερού.

Ένα ουδέτερο διάλυμα έχει pH 7. Οι τιμές κάτω από 7 ταξινομούν τα διαλύματα ως όξινα, ενώ μετά τα 7 τα διαλύματα είναι βασικά.

Με την τιμή του pH, μπορείτε να βρείτε το αντίστοιχο στην κλίμακα pOH, κάνοντας μια αφαίρεση.

Ισορροπία ιόντων νερού

Ένα μόριο νερού έχει την ικανότητα να ιονίζει σύμφωνα με την εξίσωση:

ευθεία H με 2 συνδρομητή ευθεία O με αριστερή παρένθεση ευθεία 1 δεξιό διάστημα παρενθέσεων συνδρομή τέλος άξονα συνδρομής προς δεξιά πάνω από καμάκι προς αριστερά ευθεία χώρο Η με παρένθεση αριστερό δεξί συνδρομή παρενθέματος δεξιού συνδρομητή με περισσότερο χώρο υπερκείμενου περισσότερο χώρο ΟΗ με αριστερή παρένθεση συνδρομή δεξιού παρενθέματος δεξιού συνδρομή με μείον φάκελος

Εδώ έχουμε μια ιοντική ισορροπία, επειδή η διαδικασία είναι αναστρέψιμη και τα ιόντα μπορούν επίσης να ενώνονται και να σχηματίσουν ξανά ένα μόριο νερού.

Ένας άλλος τρόπος για να δείξετε την ισορροπία που προκύπτει είναι μέσω του αυτοματοποίηση.

σειρά τραπεζιού με έντονη H έντονη γραφή λιγότερο έντονη σειρά O με κενό κενό κενό κενή σειρά με κενό κενό κενό κενό άκρο του τραπεζιού σειρά πίνακα πίνακα με κελί με χώρο περισσότερο κενό τέλος σειράς κελιού με κενή γραμμή με κενό τέλος της σειράς τραπεζιού με έντονη γραφή H έντονη γραφή λιγότερο έντονη O έντονη λιγότερο τολμηρή σειρά H με κενό κενό κενό κενή σειρά με κενό κενό κενό κενό τέλος σειρά τραπεζιού με κελί με χώρο καμάκι χώρο προς τα δεξιά Σχετικά με τον αριστερό χώρο χώρου χώρου άκρο της γραμμής κελιού με κενή σειρά με κενό άκρο χώρου τραπεζιού ανοιχτή αγκύλη πίνακα σειρά με κελί με σειρά τραπεζιού με τολμηρό τολμηρό λιγότερο τολμηρό Το λιγότερο τολμηρό άκρο H στο τέλος του τραπεζιού της σειράς κελιού προς τα κάτω γραμμή βέλους με έντονη γραφή H τέλος του τραπεζιού κλείνει τον χώρο του τραπεζιού με αγκύλες σειρά με περισσότερη σειρά με κενή σειρά με κενό άκρο του πίνακα πίνακα σειρά με κελί με έντονη ΟΗ έως τη δύναμη του τολμηρού μείον τέλος σειράς κελιού με κενή σειρά με κενό τέλος τραπεζιού

Ένα μόριο νερού παρήγαγε ιόντα υδρονίου (Η₃Ο⁺) και υδροξύλιο (ΟΗ^-) μέσω της διάσπασης ενός δεύτερου μορίου.

2 ευθεία H με 2 συνδρομητή ευθεία O με αριστερή παρένθεση ευθεία 1 δεξιά συνδρομή χώρου παρενθέσεων τέλος της συνδρομής καμάκι προς τα δεξιά σχετικά με το αριστερό ευθύ ευθεία χώρο H με 3 ευθείες συνδρομητές O με αριστερή παρένθεση aq δεξιά παρένθεση συνδρομή στο τέλος της συνδρομής με περισσότερο χώρο υπερκείμενου περισσότερο χώρο ΟΗ με αριστερή παρένθεση aq δεξί παρένθεση τέλος συνδρομητή με λιγότερη υπεργραφή

instagram story viewer

Ιονικό προϊόν νερού (Κ_β)

Η σταθερά για την ιοντική ισορροπία του νερού είναι:

ευθεία K με ευθεία θέση συνδρομητή ίσο με το διάστημα αριθμητή αριστερό τετράγωνο βραχίονα ευθεία H με 3 τετραγωνικό δείκτη Ο στη δύναμη του συν δεξιού τετραγωνικού αγκύλου. κενό αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη μείον δεξιού τετραγωνικού βραχίονα πάνω από τον παρονομαστή αριστερό τετράγωνο βραχίονα H με 2 τετράγωνο συνδρομητή κλάσμα

Καθώς το νερό είναι καθαρό υγρό, η συγκέντρωσή του λαμβάνεται ως 1 και δεν επηρεάζει τη σταθερή τιμή. Επομένως, η έκφραση γίνεται:

ευθεία K με ευθεία θέση συνδρομής. κενό αριστερό τετράγωνο βραχίονα H με 2 ευθείες εγγραφές Δεξί τετράγωνο βραχίονα ίσο το αριστερό τετράγωνο βραχίονα H με 3 τετραγωνικό δείκτη O στη δύναμη του συν δεξιού τετραγωνικού βραχίονα χώρος. κενό αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη μείον δεξιού τετραγωνικού βραχίονα τετραγωνικό διάστημα K με ευθεία c συνδρομητικό χώρο. ο χώρος 1 τετράγωνο ισούται με το αριστερό τετράγωνο βραχίονα H με 3 τετραγωνικό δείκτη Ο στη δύναμη του συν δεξιού τετραγωνικού αγκύλου. κενό αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη μείον δεξιού τετραγωνικού βραχίονα διάστημα τετραγωνικού χώρου K με ευθεία c χώρος συνδρομής ίσος με το αριστερό τετράγωνο αγκύλη H με 3 ευθείες συνδρομητές O για την ισχύ του συν τετραγωνικού αγκύλου σωστός χώρος. κενό αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη του μείον δεξιού τετραγωνικού βραχίονα space space

Ο ιοντικό προϊόν της Νερό é αριστερό τετράγωνο βραχίονα H με 3 τετραγωνικό δείκτη O στη δύναμη του συν δεξιού τετραγωνικού βραχίονα. αριστερό τετράγωνο αγκύλη χώρο OH με τη δύναμη του μείον δεξιού τετραγωνικού βραχίονα .

Αυτή η έκφραση λαμβάνει το σύμβολο Κ_β (Το W προέρχεται από την αγγλική λέξη νερό - νερό) και όπως η σταθερά ισορροπίας, ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία.

ευθεία K με ευθεία χώρο συνδρομής ίση με αριστερή παρένθεση ευθεία H με 3 ευθεία συνδρομή Ο στην ισχύ του συν δεξιού χώρου παρενθέσεων αριστερό τετράγωνο αγκύλη χώρο OH με τη δύναμη του μείον δεξιού τετραγωνικού βραχίονα

kW και θερμοκρασία — Πηγή: Κ. Δ. Οι Whitten et al. Γενική Χημεία 6. εκδ. Ορλάντο, Saunders, 2000. Π. 755.

Προσδιορισμός του pH και του pOH

Σε θερμοκρασία 25 ° C, το ιοντικό προϊόν του νερού είναι:

ευθεία K με ευθεία χώρο συνδρομής ίση με παρενθέσεις διαστήματος αριστερά ευθεία ευθεία H με 3 συνδρομή ευθεία Ο στην ισχύ συν δεξιού χώρου παρενθέσεων κενό αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη του μείον δεξιού τετραγωνικού βραχίονα ισούται με το διάστημα 1 κόμμα 0 διάστημα. διάστημα 10 έως την ισχύ του μείον 14 άκρο του εκθετικού

Κατά τον ιονισμό καθαρού νερού, 1 mol H₃Ο⁺ σχηματίζεται με 1 mol ΟΗ^- .

Σύντομα, αριστερό τετράγωνο βραχίονα H με 3 τετραγωνικό δείκτη O στη δύναμη του συν δεξιού τετραγωνικού βραχίονα ίσο με κενό αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη μείον δεξιού τετραγωνικού βραχίονα ισούται με 1 κόμμα 0 κενό. διάστημα 10 έως την ισχύ του μείον 7 άκρο του εκθετικού mol χώρο διαιρούμενο με ευθεία L

Δεδομένου ότι αυτές οι τιμές είναι εξαιρετικά χαμηλές, αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθούν οι τιμές των cologarithms, οι οποίες αντιστοιχούν στον λογάριθμο με ένα σύμβολο ανταλλαγής.

pX ισούται με collog ευθύ χώρο X space ισούται με χώρο μείον log log ίσιο διάστημα X ισούται με τον αριθμητή 1 πάνω από τον παρονομαστή log straight space X τέλος του κλάσματος

Εφαρμόζοντας το κολόριθμο στο ιοντικό προϊόν του νερού, πρέπει:

σειρά πίνακα με κελί με - log [ευθεία H στην ισχύ περισσότερων παρενθέσεων δεξιά ευθεία χώρο σε πλαίσιο πλαισίου κλείσιμο πλαισίου άκρο κενού κελιού κελιού με μικρότερο χώρο καταγραφής χώρου αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με την ισχύ του τουλάχιστον δεξιού τετραγωνικού βραχίονα στο πλαίσιο πλαισίου κλείσιμο πλαισίου άκρο κυψέλης ίσο με κελί με μικρότερο χώρο καταγραφής ευθεία K με ευθεία w συνδρομή τέλος γραμμής κελιού με pH συν κελί με pOH διαστημικό άκρο κελιού ίσο με 14 άκρο τραπέζι

Μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι: αν γνωρίζουμε το pH ενός διαλύματος, η τιμή pOH μπορεί να βρεθεί αφαιρώντας την πρώτη τιμή από το 14.

Οξύτητα και βασικότητα των λύσεων

Ουδέτερο διάλυμα: η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου είναι ίση με αυτήν των υδροξυλίων.

[Χ₃Ο⁺] = 1,0. 10^-7 φίλη αλήτη	pH = 7
[ω^-] = 1,0. 10^-7 φίλη αλήτη	pOH = 7

Παράδειγμα: καθαρό νερό.

διάλυμα οξέος: η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου είναι μεγαλύτερη από εκείνη των υδροξυλίων.

[Χ₃Ο⁺] 1,0. 10^-7 φίλη αλήτη	pH 7
[ω^-] 1,0. 10^-7 φίλη αλήτη	ρΟΗ 7

Παράδειγμα: σόδα, λεμόνι και ντομάτα.

βασική λύση: η συγκέντρωση των υδροξυλίων είναι μεγαλύτερη από εκείνη των ιόντων υδρονίου.

[Χ₃Ο⁺] 1,0. 10^-7 φίλη αλήτη	pH 7
[ω^-] 1,0. 10^-7 φίλη αλήτη	ρΟΗ 7

Παράδειγμα: αυγό, σαπούνι και λευκαντικό.

Υπολογισμός pH

Η έννοια του υδρογόνου δυναμικού δημιουργήθηκε από τον Δανό χημικό Peter Lauritz Sorensen (1868-1939) για να εκφράσει την οξύτητα ενός διαλύματος μέσω της συγκέντρωσης του H⁺.

Δείτε τον παρακάτω πίνακα που δείχνει τον ιονισμό του a οξύ:


Αρχικό μοριακότητα	0,020	0	0
ιονισμός	0,001	0,001	0,001
Ισορροπία	0,019	0,001	0,001

Στο παράδειγμα έχουμε ότι η συγκέντρωση των ιόντων Η⁺ é 0,001. Επομένως, το pH του διαλύματος είναι:

[Χ⁺] = 0,001 = 10^-3

pH = - log 10^-3 = 3

Καθώς το ρΗ του διαλύματος είναι μικρότερο από 7, αυτό το διάλυμα είναι όξινο.

Περίληψη για το pH και το pOH

Ορισμοί	pH: ιοντικό δυναμικό υδρογόνου του διαλύματος.
pOH: υδροξυλονικό δυναμικό του διαλύματος.
γενικός τύπος	pH + pOH = 14
Λύσεις	Ουδέτερος	pH = pOH = 7
όξινο	pH pOH> 7
βασικά	ρΟΗ pH> 7
Υπολογισμός pH	pH = - log [Η⁺]
Υπολογισμός του pOH	pOH = -log [ΟΗ^-]

Ασκήσεις σε pH και pOH

1. (FMTM) Το ρΗ του γαστρικού χυμού, ένα υδατικό διάλυμα υδροχλωρικού οξέος (HC2), είναι περίπου 2. Επομένως, η μάζα, σε γραμμάρια, HCℓ που υπάρχει σε κάθε λίτρο γαστρικού χυμού, είναι

Δεδομένα: Μοριακές μάζες (g / mol) H = 1, Cℓ = 35,5

α) 7.3 · 10^-2
β) 3,65 · 10^-1
γ) 10^-2
δ) 2
ε) 10

Δείτε την απάντηση

Σωστή εναλλακτική λύση: β) 3.65 · 10^-1.

1ο βήμα: υπολογίστε τη συγκέντρωση των ιόντων Η⁺.

διάστημα pH ίσο με το διάστημα 2 διάστημα διπλό βέλος προς τη δεξιά παρένθεση αριστερό τετράγωνο ευθεία H με τη δύναμη του συν δεξί τετράγωνο βραχίονα χώρο ίσο με το διάστημα 10 έως το μείον 2 άκρο ισχύος του εκθετικού mol χώρο διαιρούμενο με ευθεία L

space space HCl space space space space space δεξί βέλος space space space space ευθεία H με τη δύναμη περισσότερου διαστημικού χώρου τέλος του εκθετικού χώρου συν διαστημικό διάστημα Cl στη δύναμη του μείον 10 έως τη δύναμη του μείον 2 τέλος του ευθείου εκθετικού χώρου space space M space space space space 10 to minus 2 end of straight exponential M space space space 10 έως μείον 2 τέλος της ευθείας εκθετικής Μ

2ο βήμα: υπολογισμός της γραμμομοριακής μάζας του HCl.

Στοίβα χαρακτηριστικά charalign center stackalign δεξιό άκρο χαρακτηριστικά σειρά 1 κόμμα 0 τίποτα αριστερή παρένθεση ευθεία H δεξιά παρένθεση τελική σειρά σειρά 35 κόμμα 5 τίποτα αριστερά παρένθεση Cl δεξιά παρένθεση τελική γραμμή οριζόντια γραμμή σειρά 36 κόμμα 5 τίποτα αριστερά παρένθεση HCl δεξιά παρένθεση τέλος γραμμής τέλος σωρός

3ο βήμα: υπολογισμός της μάζας του υδροχλωρικού οξέος σε κάθε λίτρο γαστρικού χυμού.

ευθεία C με ευθεία m συνδρομητικό χώρο ίσο με τον αριθμητή διαστήματος ευθεία m πάνω από τον παρονομαστή ευθεία M διάστημα. ίσιο διάστημα V άκρο του κλάσματος 10 έως την ισχύ μείον 2 άκρο του εκθετικού mol χώρου διαιρούμενο με ίσιο L διάστημα ίσο με τον ίσιο διαστημικό αριθμητή m πάνω του παρονομαστή 36 κόμμα 5 ίσιο διάστημα g διαιρούμενο με mol χώρος. διάστημα 1 ευθύ L άκρο του κλάσματος ίσιο m διάστημα ίσο με το διάστημα 10 έως την ισχύ του μείον 2 άκρο του εκθετικού οριζόντιου ραβδωμένου χώρου πάνω από mol διαιρούμενο με ίσιο L άκρο του ραβδωμένου χώρου. space 36 comma 5 straight space g διαιρούμενο με οριζόντια απεργία πάνω από mol mol του διαστήματος απεργίας. διάστημα 1 οριζόντια γραμμή ευθεία L ίσο m χώρο ίσο με το διάστημα 3 κόμμα 65 διάστημα. διάστημα 10 στη δύναμη μείον 1 άκρο της ευθείας εκθετικής g

2. (UEMG) Αρκετά προϊόντα καθαρισμού έχουν αμμωνία στη σύνθεσή τους. Η ετικέτα ενός από αυτά τα προϊόντα δείχνει pH = 11. Αυτό σημαίνει ότι η συγκέντρωση κατιόντων υδροξονίου και ανιόντων υδροξυλίου σε αυτό το προϊόν είναι, αντίστοιχα:

έως 1. 10^-3 και 1. 10^-11
β) 1. 10^-11 και 1. 10^-7
γ) 1. 10^-11 και 1. 10^-3
δ) 1. 10^-11 και 1. 10^-11

Δείτε την απάντηση

Σωστή εναλλακτική λύση: γ) 1. 10^-11 και 1. 10^-3.

Α) ΛΑΘΟΣ. Αυτές οι συγκεντρώσεις αντιστοιχούν σε διάλυμα pH = 3.

αριστερό τετράγωνο βραχίονα H με τη δύναμη του συν δεξιού τετραγωνικού χώρου βραχίονα ισούται με το διάστημα 1,10 με τη δύναμη μείον 3 άκρο του εκθετικού χώρου pH ισούται με το διάστημα μείον το χώρο καταγραφής χώρου αριστερό τετράγωνο βραχίονα H έως την ισχύ του συν δεξιού τετραγωνικού βραχίονα pH διάστημα ισούται με χώρο μείον χώρο ημερολογίου χώρου 1,10 με τη δύναμη μείον 3 άκρο του εκθετικού χώρου pH ισούται με χώρο 3

αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη του μείον δεξιού τετραγωνικού χώρου βραχίονα ισούται με το διάστημα 1,10 με τη δύναμη του μείον 11 άκρο του εκθετικού χώρου pOH ισούται με το διάστημα μείον το χώρο καταγραφής χώρου αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη μείον δεξί τετράγωνο βραχίονα pOH διάστημα ισούται με χώρο μείον χώρο ημερολογίου χώρου 1,10 με τη δύναμη μείον 11 άκρο εκθετικού χώρου pOH ισούται με χώρο 11

β) ΛΑΘΟΣ. Αν και η συγκέντρωση του Η⁺ δείχνουν ότι το ρΗ του διαλύματος είναι 11, η συγκέντρωση των ιόντων ΟΗ^-είναι λάθος, όπως θα έπρεπε να είναι 3, αφού: pOH = 14 - pH.

αριστερό τετράγωνο βραχίονα H με τη δύναμη του συν δεξιού τετραγωνικού βραχίονα ισούται με το διάστημα 1,10 με τη δύναμη μείον 11 άκρο του εκθετικού χώρου pH ισούται με το διάστημα μείον το χώρο καταγραφής χώρου αριστερό τετράγωνο βραχίονα H με την ισχύ του συν δεξιού τετραγωνικού βραχίονα pH διάστημα ισούται με χώρο μείον χώρο ημερολογίου χώρου 1,10 με τη δύναμη μείον 11 άκρο εκθετικού χώρου pH ισούται με χώρο 11

αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη του μείον δεξιού τετραγωνικού βραχίονα ισούται με το διάστημα 1,10 με τη δύναμη του μείον 7 άκρο του εκθετικού χώρου pOH ισούται με το διάστημα μείον το χώρο καταγραφής χώρου αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη μείον δεξί τετράγωνο βραχίονα pOH διάστημα ισούται με χώρο μείον διάστημα ημερολόγιο χώρου 1,10 με τη δύναμη μείον 7 τέλος του εκθετικού χώρου pOH ισούται με χώρος 7

γ) ΣΩΣΤΗ. pH = 11 και pOH = 3, αφού το pH + pOH = 14.

αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη του μείον δεξιού τετραγωνικού χώρου βραχίονα ισούται με το διάστημα 1,10 με τη δύναμη μείον 3 άκρο του εκθετικού χώρου pOH ισούται με το διάστημα μείον το χώρο καταγραφής χώρου αριστερό τετράγωνο βραχίονα OH με τη δύναμη μείον δεξί τετράγωνο βραχίονα pOH διάστημα ισούται με χώρο μείον χώρο ημερολογίου χώρου 1,10 με τη δύναμη μείον 3 άκρα του εκθετικού χώρου pOH ισούται με χώρος 3

δ) ΛΑΘΟΣ. Αν και η συγκέντρωση του Η⁺ δείχνουν ότι το ρΗ του διαλύματος είναι 11, η συγκέντρωση των ιόντων ΟΗ^-είναι λάθος, όπως θα έπρεπε να είναι 3, αφού: pOH = 14 - pH.

3. (UFRGS) Ποιο από τα ακόλουθα υδατικά διαλύματα έχει το υψηλότερο pH;

α) 0,1 mol / L NaOH
β) NaCl 0,5 mol / L
γ) Η₂ΜΟΝΟ₄ 1,0 mol / L
d) 1,0 mol / L HCl
ε) 0,2 mol / L KOH

Δείτε την απάντηση

Σωστή εναλλακτική λύση: ε) KOH 0,2 mol / L.

Α) ΛΑΘΟΣ. Το διάλυμα είναι βασικό καθώς το pH του είναι μεγαλύτερο από 7, αλλά δεν έχει το υψηλότερο pH των εναλλακτικών.