O pH lahuse väärtus näitab hüdrooniumioonide (H3O+) keskel. See sisu määrab, kas analüüsitav lahus on happelise, aluselise või neutraalse iseloomuga.
Vaatlus: On märkimisväärne, et hüdrooniumisisaldus (H3O+ või H+) saab omandada lihtsalt laboris, kasutades pH-indikaatorlinte - millel pole siiski suurt täpsust mõõtes - või peagomeetriks nimetatud seadmete abil, millel on vastupidi suur täpsus lahendus.
Sammulugeja või potentsiomeeter lahuse pH mõõtmiseks
Et teostada pH-ga seotud arvutused lahendi kohta saame kasutada järgmist logaritmilist võrrandit:
pH = - log [H3O+]
või
pH = - log [H+]
TÄHTIS: Lahuse pH arvutamisel kasutame alati baas 10 logaritmi.
Meelekaart: lahenduste PH arvutamine
* Mõttekaardi allalaadimiseks PDF-failina Kliki siia!
Ülaltoodud logaritmilisest võrrandist saame siiski kasutada selle võrrandi järgmist lihtsustust (mis on saadud logaritmilise funktsiooni rakendamisel):
[H3O+] = 10-H
Vaatlus: Ülaltoodud lihtsustatud lauset saab kasutada ainult siis, kui pH väärtus on täisarv; vastasel juhul tuleb kasutada logaritmilist funktsiooni.
Oluline on rõhutada, et lahuse pH-ga seotud arvutused on alati seotud pOH-ga (hüdroksüülioonne potentsiaal / OH-), kuna mõlemad tugevused põhinevad vee eneseionisatsioonil (Kw = 10-14, nähtus, kus vesi tekitab nii palju H-d+ kui palju oi-) ja Ostwaldi lahjendusseadus (mida lahjendatum lahus, seda suurem on H-katioonide hulk+ ). Seega:
umbes vee autoionisatsioon:
Kw = [H+]. [oh-], nii et pH + pOH = 14
seadus Ostwaldi lahjendus(Selle kaudu saame teada, kui palju teatud materjal vees ioniseerub või dissotsieerub):
Ki = M.α2
Ki = aine ioniseerimiskonstant vesikeskkonnas;
M = aine molaarsus või molaarne kontsentratsioon vesikeskkonnas;
α2 = materjali ionisatsiooni või dissotsiatsiooni aste söötmes.
Lahuse liigitamisel happeliseks, aluseliseks või neutraalseks on järgmised kriteeriumid (a 25 OÇ):
-
üks lahendus on neutraalne kui H kontsentratsioon+ on võrdne OH kontsentratsiooniga- või mille pH on 7.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
[H+] = [OH-]
üks lahus on happeline kui H kontsentratsioon+ on suurem kui OH kontsentratsioon- või pH on vahemikus 0 kuni 7.
[H+]> [OH-]
üks lahendus on põhiline kui H kontsentratsioon+ on väiksem kui OH kontsentratsioon- või pH on vahemikus 7 kuni 14.
[H+] -]
Vaadake näiteid lahuste pH-ga seotud arvutustest:
1º)Teades, et hüdrooniumi kontsentratsioon kohvis on võrdne 1,10-ga-5, milline on pH selles lahuses?
kuidas trenni teha tingimusel, et hüdroonium kontsentratsioon kohvi jaoks saame kasutage lihtsustatud pH valemit:
[H3O+] = 10-H
1.10-5 = 10-H
10-5 = 10-H
-5 = -pH
pH = 5
Kuna pH on alla 7, on lahus happeline.
2º) (UFU) Milline on 0,045 mol / l äädikhappe lahuse pH, eeldades, et selle Ki = 1,.10-5? Andmed: log 2 = 0,3; log 3 = 0,48.
Treeningu andmed:
M = 0,045 mol / l
Ki = 1,8.10-5
log 2 = 0,3
log 3 = 0,48
Kuidas harjutus andis molaarsus (M) ja ionisatsioonikonstant (Ki),algul määrame nimetatud happe ionisatsiooniastme, kuna hüdrooniumisisaldus (H3O+ või H+) on alati molaarsuse ja ionisatsiooniastme korrutamise tulemus. Varsti:
Järgmisena arvutame välja hüdrooniumi kogus, mis korrutab molaarsust leiti ionisatsiooniastme järgi:
[H3O+] = M.α
[H3O+] = 0,045.2.10-2
[H3O+] = 0,09.10-4
[H3O+] = 9.10-4 mol / l
Lõpuks panime hüdrooniumi kontsentratsiooni väärtus logaritmilises pH võrrandis:
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
Kuna pH on alla 7, on lahus happeline.
3º)(Cefet-PR) A 45 OC, neutraalse lahuse Kw on 4,10-4. Mis on selle lahuse pH väärtus sellel temperatuuril? 2. logi andmed = 0,3.
Kuidas harjutus teile lahenduse ütleb neutraalne, varsti [H3O+] on võrdne [OH-]:
Lõpuks panime hüdrooniumi kontsentratsiooni väärtus logaritmilises pH võrrandis:
pH = - log [H+]
pH = - log 2,10-7
pH = 7 - log 2
pH = 7-0,3
pH = 6,7
Kuna pH on peaaegu 7, on lahus neutraalne (nagu näidatud treeningavalduses), kuna temperatuur on 45 ° C OÇ.
Minu poolt. Diogo Lopes Dias
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
PÄEVAD, Diogo Lopes. "Arvutused lahuste pH-ga"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculos-envolvendo-ph-solucoes.htm. Juurdepääs 28. juunil 2021.
Ostwaldi seadus, ionisatsioonikonstant, molaarne kontsentratsioon, ionisatsiooniaste, nõrk elektrolüüt, ioniseeritud moolide arv, Friedrich Wilhelm Ostwald, monohapped, monoalused.
