pH מייצג את הפוטנציאל היוני המימני ו- pOH הוא הפוטנציאל היוני של התמיסות.
אלה קשקשים לוגריתמיים המשמשים למדידת האופי החומצי והבסיסי של מדגם.
הערכים המרכיבים אותם נעים בין 0 ל -14 והתקבלו ממאזן המים היוני.
לתמיסה ניטרלית יש pH של 7. ערכים מתחת ל- 7 מסווגים את התמיסות כחומציות, ואילו לאחר 7 הפתרונות הם בסיסיים.
עם ערך ה- pH, ניתן למצוא את זה המתאים בסולם ה- pOH, רק על ידי ביצוע חיסור.
מאזן מים יוני
למולקולת מים יכולת ליינן לפי המשוואה:
כאן יש לנו איזון יוני, מכיוון שהתהליך הפיך והיונים יכולים גם להתאחד וליצור מולקולת מים שוב.
דרך נוספת להדגים את האיזון המתרחש היא באמצעות אוטומציה.
מולקולת מים ייצרה יוני הידרוניום (H3או+) והידרוקסיל (OH-) דרך הפרעה של מולקולה שנייה.
תוצר יוני של מים (Kw)
הקבוע למאזן היוני של מים הוא:
מכיוון שהמים הם נוזל טהור, הריכוז שלהם נלקח כ -1 ואינו מפריע לערך הקבוע. לכן הביטוי הופך להיות:
או תוצר יוני של מים é .
ביטוי זה מקבל את הסמל Kw (W מגיע מהמילה האנגלית water - מים) וכמו קבוע שיווי המשקל, הוא משתנה עם הטמפרטורה.
קביעת pH ו- pOH
בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס, התוצר היוני של מים הוא:
ביינון של מים טהורים, 1 mol של H3או+ נוצר עם 1 מול של OH- .
בקרוב,
מכיוון שערכים אלה הם נמוכים במיוחד, הוחלט להשתמש בערכי קולוריתמים, התואמים לוגריתם עם סימן מוחלף.
כדי ליישם את הקולוריתם על התוצר היוני של מים, עלינו:
אנו יכולים לראות כי: אם אנו יודעים את ה- pH של תמיסה, ניתן למצוא את ערך ה- pOH על ידי הפחתת הערך הראשון מ- 14.
חומציות ובסיסיות של פתרונות
פתרון ניטראלי: ריכוז יוני ההידרוניום שווה לזה של הידרוקסילים.
[ח3או+] = 1,0. 10-7 פְּרוּצָה | pH = 7 |
[הו-] = 1,0. 10-7 פְּרוּצָה | pOH = 7 |
דוגמא: מים טהורים.
תמיסת חומצה: ריכוז יוני הידרוניום גדול יותר מזה של הידרוקסילים.
[ח3או+] 1,0. 10-7 פְּרוּצָה | pH 7 |
[הו-] 1,0. 10-7 פְּרוּצָה | pOH 7 |
דוגמא: סודה, לימון ועגבנייה.
פתרון בסיסי: ריכוז ההידרוקסילים גדול יותר מזה של יונים הידרוניום.
[ח3או+] 1,0. 10-7 פְּרוּצָה | pH 7 |
[הו-] 1,0. 10-7 פְּרוּצָה | pOH 7 |
דוגמא: ביצה, סבון ואקונומיקה.
חישוב pH
מושג הפוטנציאל המימני נוצר על ידי הכימאי הדני פיטר לוריץ סורנסן (1868-1939) כדי לבטא את החומציות של תמיסה באמצעות ריכוז H+.
ראה את הטבלה שלהלן המדגימה את יינון ה- a חוּמצָה:
מולאריות ראשונית | 0,020 | 0 | 0 |
יינון | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
מולריות באיזון | 0,019 | 0,001 | 0,001 |
בדוגמה יש לנו את הריכוז של יוני H+ é 0,001. לכן, ה- pH של התמיסה הוא:
[ח+] = 0,001 = 10-3
pH = - יומן 10-3 = 3
מכיוון שה- pH של התמיסה נמוך מ- 7, תמיסה זו היא חומצית.
סיכום על pH ו- pOH
הגדרות | pH: פוטנציאל מימן יוני של התמיסה. | |
---|---|---|
pOH: הפוטנציאל ההידרוקסיליוני של התמיסה. | ||
נוסחה כללית | pH + pOH = 14 | |
פתרונות | ניטראלי | pH = pOH = 7 |
חומצי |
pH pOH> 7 |
|
יסודות |
pOH pH> 7 |
|
חישוב pH | pH = - יומן [H+] | |
חישוב pOH | pOH = -log [OH-] |
תרגילים על pH ו- pOH
1. (FMTM) ה- pH של מיץ קיבה, תמיסה מימית של חומצה הידרוכלורית (HCℓ), הוא כ -2. לכן, המסה, בגרמים, של HCℓ הקיימת בכל ליטר מיץ קיבה, היא
נתונים: מסות טוחנות (g / mol) H = 1, Cℓ = 35.5
א) 7.3 · 10-2
ב) 3.65 · 10-1
ג) 10-2
ד) 2
ה) 10
חלופה נכונה: ב) 3.65 · 10-1.
שלב 1: לחשב את ריכוז יוני H+.
שלב שני: לחשב את המסה הטוחנת של HCl.
שלב שלישי: חישוב המסה של חומצה הידרוכלורית בכל ליטר מיץ קיבה.
2. (UEMG) כמה מוצרי ניקוי מכילים אמוניה. התווית של אחד המוצרים הללו מציינת pH = 11. משמעות הדבר היא כי ריכוז קטיונים הידרוקסון ואניונים הידרוקסיל במוצר זה הוא, בהתאמה:
עד 1. 10-3 ו 1. 10-11
ב) 1. 10-11 ו 1. 10-7
ג) 1. 10-11 ו 1. 10-3
ד) 1. 10-11 ו 1. 10-11
חלופה נכונה: ג) 1. 10-11 ו 1. 10-3.
שגוי. ריכוזים אלה תואמים תמיסה של pH = 3.
ב) לא נכון. למרות שריכוז H+ לציין כי ה- pH של התמיסה הוא 11, ריכוז יוני OH- שגוי, כפי שהוא אמור להיות 3, שכן: pOH = 14 - pH.
ג) נכון. pH = 11 ו- pOH = 3, שכן pH + pOH = 14.
ד) שגוי. למרות שריכוז H+ לציין כי ה- pH של התמיסה הוא 11, ריכוז יוני OH- שגוי, כפי שהוא אמור להיות 3, שכן: pOH = 14 - pH.
א) 0.1 מול / ליטר NaOH
ב) NaCl 0.5 mol / L.
ג) ח2רק4 1.0 mol / L
ד) 1.0 mol / L HCl
ה) 0.2 mol / L KOH
חלופה נכונה: ה) KOH 0.2 mol / L.
שגוי. הפתרון הוא בסיסי מכיוון שה- pH שלו גדול מ- 7, אך אין לו את ה- pH הגבוה יותר של החלופות.
ב) לא נכון. NaCl הוא מלח שכן הוא תוצר של תגובה חזקה על בסיס חומצה. לכן, ה- pH שלו הוא ניטרלי.
ג) לא נכון. חומצה גופרתית היא חומצה חזקה, ולכן ה- pH שלה נמוך.
ד) שגוי. חומצה הידרוכלורית היא חומצה חזקה, ולכן ה- pH שלה נמוך.
ה) נכון. התמיסה היא בסיסית שכן ה- pH שלה גדול מ- 7.