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:
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.
Ένα μόριο νερού παρήγαγε ιόντα υδρονίου (Η3Ο+) και υδροξύλιο (ΟΗ-) μέσω της διάσπασης ενός δεύτερου μορίου.
Ιονικό προϊόν νερού (Κβ)
Η σταθερά για την ιοντική ισορροπία του νερού είναι:
Καθώς το νερό είναι καθαρό υγρό, η συγκέντρωσή του λαμβάνεται ως 1 και δεν επηρεάζει τη σταθερή τιμή. Επομένως, η έκφραση γίνεται:
Ο ιοντικό προϊόν της Νερό é .
Αυτή η έκφραση λαμβάνει το σύμβολο Κβ (Το W προέρχεται από την αγγλική λέξη νερό - νερό) και όπως η σταθερά ισορροπίας, ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Προσδιορισμός του pH και του pOH
Σε θερμοκρασία 25 ° C, το ιοντικό προϊόν του νερού είναι:
Κατά τον ιονισμό καθαρού νερού, 1 mol H3Ο+ σχηματίζεται με 1 mol ΟΗ- .
Σύντομα,
Δεδομένου ότι αυτές οι τιμές είναι εξαιρετικά χαμηλές, αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθούν οι τιμές των cologarithms, οι οποίες αντιστοιχούν στον λογάριθμο με ένα σύμβολο ανταλλαγής.
Εφαρμόζοντας το κολόριθμο στο ιοντικό προϊόν του νερού, πρέπει:
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
Σωστή εναλλακτική λύση: β) 3.65 · 10-1.
1ο βήμα: υπολογίστε τη συγκέντρωση των ιόντων Η+.
2ο βήμα: υπολογισμός της γραμμομοριακής μάζας του HCl.
3ο βήμα: υπολογισμός της μάζας του υδροχλωρικού οξέος σε κάθε λίτρο γαστρικού χυμού.
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
Σωστή εναλλακτική λύση: γ) 1. 10-11 και 1. 10-3.
Α) ΛΑΘΟΣ. Αυτές οι συγκεντρώσεις αντιστοιχούν σε διάλυμα pH = 3.
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.
γ) ΣΩΣΤΗ. pH = 11 και pOH = 3, αφού το pH + pOH = 14.
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.
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
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.
β) ΛΑΘΟΣ. Το NaCl είναι άλας καθώς είναι το προϊόν μιας ισχυρής αντίδρασης οξέος και βάσης. Επομένως, το pH του είναι ουδέτερο.
γ) ΛΑΘΟΣ. Το θειικό οξύ είναι ένα ισχυρό οξύ, επομένως το pH του είναι χαμηλό.
δ) ΛΑΘΟΣ. Το υδροχλωρικό οξύ είναι ένα ισχυρό οξύ, επομένως το pH του είναι χαμηλό.
ε) ΣΩΣΤΗ. Το διάλυμα είναι βασικό καθώς το pH του είναι μεγαλύτερο από 7.