O pH otopine ukazuje na sadržaj (mjerenje) hidronijevih iona (H3O+) prisutna u sredini. Ovaj sadržaj određuje ima li analizirana otopina kiseli, bazični ili neutralni karakter.
Promatranje: Značajno je da je sadržaj hidronija (H3O+ ili H+) mogu se jednostavno nabaviti u laboratoriju pomoću traka s indikatorskim pH - koje, međutim, nemaju veliku točnost u mjeri - ili pomoću opreme koja se naziva peagometar, koja, naprotiv, ima veliku preciznost u mjerenju pH vrijednosti riješenje.
Pedometar ili potenciometar za mjerenje pH otopine
Za provođenje izračuni koji uključuju pH rješenja možemo koristiti sljedeću logaritamsku jednadžbu:
pH = - log [H3O+]
ili
pH = - log [H+]
VAŽNO: U izračunima koji uključuju pH otopine, uvijek koristimo bazni logaritam 10.
Mapa uma: Izračunavanje PH rješenja
* Za preuzimanje mape uma u PDF-u, Kliknite ovdje!
Iz gornje logaritamske jednadžbe i dalje možemo koristiti sljedeće pojednostavljenje (dobiveno primjenom logaritamske funkcije) ove jednadžbe:
[H3O+] = 10-pH
Promatranje
: Gornji pojednostavljeni izraz može se koristiti samo ako je pH vrijednost cjelobrojna; u protivnom se mora koristiti logaritamska funkcija.Važno je naglasiti da su izračuni koji uključuju pH otopine uvijek povezani s pOH (hidroksilnim potencijalom / OH-), budući da se obje potencijale temelje na samoionizaciji vode (Kw = 10-14, fenomen u kojem voda proizvodi toliko H+ koliko oh-) i Ostwaldov zakon razrjeđenja (što je otopina više razrijeđena, to je veća količina H kationa+ ). Tako:
oko autoionizacija vode:
Kw = [H+]. [Oh-], pa je pH + pOH = 14
zakon od Ostwaldovo razrjeđenje(Kroz njega možemo znati koliko se određeni materijal ionizira ili disocira u vodi):
Kja = M.α2
Ki = konstanta jonizacije tvari u vodenom mediju;
M = molarnost ili molarna koncentracija tvari u vodenom mediju;
α2 = stupanj ionizacije ili disocijacije materijala u mediju.
Klasifikacija otopine kao kisele, bazične ili neutralne imat će sljedeće kriterije (a 25 OÇ):
-
jedan rješenje će biti neutralno kada je koncentracija H+ jednak je koncentraciji OH- ili imaju pH jednak 7.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
[H+] = [OH-]
jedan otopina će biti kisela kada je koncentracija H+ je veća od koncentracije OH- ili je pH između 0 i 7.
[H+]> [OH-]
jedan rješenje će biti osnovno kada je koncentracija H+ je manja od koncentracije OH- ili je pH između 7 i 14.
[H+] -]
Pogledajte neke primjere izračuna koji uključuju pH otopina:
1º)Znajući da je koncentracija hidronija u kavi jednaka 1,10-5, koliki će biti pH prisutan u ovoj otopini?
kako vježbati pod uvjetom da je koncentracija hidronija za kavu, možemo koristite pojednostavljenu pH formulu:
[H3O+] = 10-pH
1.10-5 = 10-pH
10-5 = 10-pH
-5 = -pH
pH = 5
Kako je pH manji od 7, otopina je kisela.
2º) (UFU) Koliki je pH 0,045 mol / L otopine octene kiseline, pod pretpostavkom da je Kja = 1,.10-5? Podaci: log 2 = 0,3; log 3 = 0,48.
Podaci o vježbi:
M = 0,045 mol / L
Kja = 1,8.10-5
log 2 = 0,3
log 3 = 0,48
Kako je vježba pružila molaritet (M) i ionizacijsku konstantu (Kja),u početku odredimo stupanj ionizacije spomenute kiseline, jer je koncentracija hidronija (H3O+ ili H+) je uvijek rezultat umnožavanja između molarnosti i stupnja ionizacije. Uskoro:
Dalje, izračunajmo količina umnožavanja umnožavanja hidronija kiseline prema utvrđenom stupnju ionizacije:
[H3O+] = M.α
[H3O+] = 0,045.2.10-2
[H3O+] = 0,09.10-4
[H3O+] = 9.10-4 mol / L
Konačno, stavili smo vrijednost koncentracije hidronija u logaritamskoj jednadžbi pH:
pH = - log [H3O+]
pH = - log 9.10-4
pH = 4 - log 9
pH = 4-log 32
pH = 4 - 2. (zapisnik 3)
pH = 4- (2.0.48)
pH = 4-0,96
pH = 3,04
Kako je pH manji od 7, otopina je kisela.
3º)(Cefet-PR) A 45 OC, Kw neutralne otopine jednak je 4,10-4. Pa kolika je pH vrijednost ove otopine pri ovoj temperaturi? Podaci dnevnika 2 = 0,3.
Kako vam vježba govori da je rješenje neutralan, uskoro [H3O+] jednako je [OH-]:
Konačno, stavili smo vrijednost koncentracije hidronija u logaritamskoj jednadžbi pH:
pH = - log [H+]
pH = - log 2.10-7
pH = 7 - log 2
pH = 7-0,3
pH = 6,7
Kako je pH gotovo 7, otopina je neutralna (kao što je naznačeno u izjavi o vježbi) jer je temperatura 45 OÇ.
Ja, Diogo Lopes Dias
Želite li uputiti ovaj tekst u školskom ili akademskom radu? Izgled:
DANI, Diogo Lopes. "Izračuni koji uključuju pH otopina"; Brazil škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculos-envolvendo-ph-solucoes.htm. Pristupljeno 28. lipnja 2021.
Ostwaldov zakon, ionizacijska konstanta, molarna koncentracija, stupanj ionizacije, slab elektrolit, broj mol ioniziranih, Friedrich Wilhelm Ostwald, monokiseline, monobaze.
