De pH komt overeen met de waterstofpotentiaal van een oplossing. Het wordt bepaald door de concentratie van waterstofionen (H+) en dient om de zuurgraad, neutraliteit of alkaliteit van een bepaalde oplossing te meten.
Naast de pH is er nog een andere grootheid die de zuurgraad en basiciteit van een waterig systeem bepaalt: de pOH (hydroxylionpotentiaal). Deze schaal heeft dezelfde functie als pH, maar wordt minder gebruikt.
pH schaal
De pH wordt weergegeven op een schaal van 0 tot 14. Het meet de zuurgraad en basiciteit van een oplossing.
Daarom vertegenwoordigt pH 7 een neutrale oplossing (bijv. zuiver water). Die ervoor worden beschouwd als zure oplossingen (zure pH), en die na 7 zijn de basische oplossingen (alkalische pH).
Met deze waarneming neemt het zuurkarakter van rechts naar links toe. Het basiskarakter, van links naar rechts. Merk op dat hoe lager de pH-waarde, hoe zuurder de oplossing zal zijn.
Meer informatie op:
- Buffer oplossing
- Titratie
- Neutralisatie-reactie
Voorbeelden
Zure oplossingen
| Oplossing | pH |
|---|---|
| Maagsap | 2,0 |
| Citroensap | 2,2 |
| Azijn | 3,0 |
| Koffie | 5,0 |
| Koeienmelk | 6,4 |
Basisoplossingen
| Oplossing | pH |
|---|---|
| menselijk bloed | 7,35 |
| Zeewater | 7,4 |
| Natriumbicarbonaat | 8,4 |
| Melk van magnesium | 10,5 |
| Bleken | 12,5 |
Hoe de pH berekenen?
In 1909 stelde de Deense chemicus Soren Sörensen (1868-1939) voor dat de zuurgraad van oplossingen, gemeten in termen van de concentraties van H-ionen+, had zijn waarden getransformeerd met behulp van logaritmen om het begrip te vergemakkelijken.
Bij een temperatuur van 25 °C is het ionische product van water gelijk aan 10–14 mol2/L2.
Als we de cologaritme in de uitdrukking toepassen, moeten we:
Door deze uitdrukking kunnen we de overeenkomstige waarde van de ene schaal naar de andere verkrijgen door middel van aftrekken.
Hoe pH meten?
Het beheersen van de pH is niet alleen belangrijk voor wetenschappelijke doeleinden, maar ook in het dagelijks leven.
De pH van het zwembad moet worden gecontroleerd, evenals de pH van het aquarium en zelfs de pH van de grond om bepaalde soorten gewassen mogelijk te maken.
Hieronder staan de belangrijkste manieren om de pH te meten.
zuur-base indicator
Zogenaamde zuur-base indicatoren worden gebruikt om de pH van een oplossing te meten. Het zijn stoffen die van kleur veranderen en daarmee het karakter van de oplossing aangeven. De meest gebruikte indicatoren zijn: lakmoes en fenolftaleïne.
Pedometer
Naast indicatoren kan de pH van een oplossing worden gemeten met behulp van een instrument dat een peagometer wordt genoemd. Dit elektronische apparaat meet de elektrische geleidbaarheid van de oplossing en zet deze om in de schaal van pH-waarden.
Toelatingsexamen Oefeningen met feedback
1. (Enem/2014) Een onderzoeker realiseert zich dat het etiket van een van de glazen waarin hij een concentraat van spijsverteringsenzymen bewaart, onleesbaar is. Hij weet niet welk enzym het glas bevat, maar vermoedt dat het een maagprotease is, dat in de maag werkt door eiwitten te verteren.
Wetende dat de spijsvertering in de maag zuur is en de darm basisch, assembleert hij vijf reageerbuizen met voedsel anders, voeg het enzymconcentraat toe aan oplossingen met een bepaalde pH en wacht om te zien of het enzym ergens werkt hun.
De reageerbuis waarin het enzym moet werken om aan te geven dat de hypothese van de onderzoeker correct is, bevat:
a) aardappelblokje in oplossing met pH = 9
b) stuk vlees in oplossing met pH = 5
c) gekookt eiwit in oplossing met pH = 9
d) portie noedels in oplossing met pH = 5
e) boterbal in oplossing met pH = 9
Correct alternatief: b) stuk vlees in oplossing met pH = 5.
Protease is een enzym dat eiwitten verteert en omdat het maagzuur is, werkt het in de maag, waarvan de pH zuur is.
Als we de alternatieven analyseren, moeten we:
een fout. Aardappelen bevatten veel koolhydraten en de pH van het concentraat is basisch.
b) JUIST. Vlees bevat eiwitten en enzymen kunnen daarop inwerken, en de pH van het concentraat is zuur, net als de maag.
c) FOUT. De pH van het concentraat is basisch.
d) FOUT. Pasta is rijk aan koolhydraten.
e) FOUT. De pH van het concentraat is basisch.
2. (Udesc/2009) "Zure regen" is een term die verwijst naar neerslag uit de atmosfeer van regen met meer dan normale hoeveelheden salpeter- en zwavelzuur.
Voorlopers van zure regen komen zowel uit natuurlijke bronnen, zoals vulkanen en rottende vegetatie, als uit processen industriële emissies, voornamelijk zwaveldioxide en stikstofoxiden van brandende brandstoffen fossielen.
De pH van normaal beschouwd regenwater is 5,5 (vanwege de aanwezigheid van koolzuur afkomstig van het oplossen van kooldioxide). Een chemicus die een sterk geïndustrialiseerde regio in de gaten hield, merkte op dat de pH van regenwater 4,5 was.
Aangezien de zuurgraad verband houdt met de concentratie van H3O+, is het correct om te zeggen dat water met pH 4,5 was:
a) twee keer zo basaal als normaal.
b) twee keer zo zuur als normaal.
c) tien keer fundamenteler dan normaal.
d) tien keer zuurder dan normaal.
e) honderd keer zuurder dan normaal.
Correct alternatief: d) tien keer zuurder dan normaal.
Volgens de uitdrukkingen pH = - log [H+] en [H+] = 10-pH, We moeten:
pH = 5,5
[H+] = 10-5,5
pH = 4,5
[H+] = 10-4,5
Het verschil tussen de waarden is: 10- 5,5 - ( - 4,5) = 10 -1
Omdat de pH-schaal een logaritmische schaal is, is het veranderen van één eenheid gelijk aan een 10 keer zuurdere oplossing.
3. (UFMG/2009) Beschouw een bepaalde hoeveelheid water en citroensap, gemengd, in een glas. Bekijk deze drie uitspraken over dit systeem:
IK. Het systeem is zuur.
II. De systeem-pH is hoger dan 7.
III. In het systeem is de concentratie van H-ionen+ is groter dan de OH–.
Op basis van deze analyse is het JUIST om te stellen dat:
a) alleen stellingen I en II zijn juist.
b) alleen stellingen I en III zijn juist.
c) alleen stellingen II en III zijn juist.
d) alle drie de beweringen zijn correct.
Correct alternatief: b) alleen stellingen I en III zijn juist.
IK. CORRECT Citroen bevat citroenzuur, dat in oplossing H-ionen afgeeft+ en dus is het systeem zuur.
II. MIS. De pH is minder dan 7, wat een zuur systeem kenmerkt: hoe dichter bij 0 de pH van de oplossing, hoe zuurder deze is.
III. CORRECT De zure pH is een gevolg van de hoge concentratie H-ionen+ in oplossing, aangezien pH = - log [H+].
Voor meer vragen, met een becommentarieerde oplossing, moet u controleren:Oefeningen op pH en pOH.
