O pH van een oplossing geeft het gehalte (meting) aan hydroniumionen (H3O+) aanwezig in het midden. Dit gehalte bepaalt of de geanalyseerde oplossing een zuur, basisch of neutraal karakter heeft.
Observatie: Opmerkelijk is dat het hydroniumgehalte (H3O+ of H+) kan eenvoudig in het laboratorium worden verkregen met behulp van pH-indicatortapes - die echter niet zo nauwkeurig zijn in de maat - of door middel van apparatuur die een peagometer wordt genoemd, die daarentegen een grote nauwkeurigheid heeft bij het meten van de pH van een oplossing.
Stappenteller of potentiometer om de pH van een oplossing te meten
Het uitvoeren van de berekeningen met pH van een oplossing kunnen we de volgende logaritmische vergelijking gebruiken:
pH = - log [H3O+]
of
pH = - log [H+]
BELANGRIJK: Bij berekeningen met de pH van een oplossing gebruiken we altijd de logaritme met grondtal 10.
Mindmap: PH van oplossingen berekenen
* Om de mindmap in PDF te downloaden, Klik hier!
Uit de logaritmische vergelijking hierboven kunnen we nog steeds de volgende vereenvoudiging gebruiken (verkregen door een logaritmische functie toe te passen) van deze vergelijking:
[H3O+] = 10-pH
Observatie: De vereenvoudigde uitdrukking hierboven kan alleen worden gebruikt als de pH-waarde een geheel getal is; anders moet de logaritmische functie worden gebruikt.
Het is belangrijk om te benadrukken dat berekeningen met de pH van een oplossing altijd gerelateerd zijn aan de pOH (hydroxylionpotentiaal / OH-), aangezien beide potenties gebaseerd zijn op de zelfionisatie van water (Kmet wie = 10-14, een fenomeen waarbij water zoveel H. produceert+ hoeveel oh-) en de verdunningswet van Ostwald (hoe meer verdund een oplossing, hoe groter de hoeveelheid H-kationen+ ). Dus:
over auto-ionisatie van water:
Kmet wie = [H+]. [Oh-], dus pH + pOH = 14
wet van Ostwald verdunning(Hierdoor kunnen we weten hoeveel een bepaald materiaal ioniseert of dissocieert in water):
Kik = M.α2
Ki = Ionisatieconstante van een stof in een waterig medium;
M = molariteit of molaire concentratie van de stof in het waterige medium;
α2 = mate van ionisatie of dissociatie van het materiaal in het medium.
De classificatie van een oplossing als zuur, basisch of neutraal heeft de volgende criteria (een 25 O):
-
een oplossing zal neutraal zijn wanneer de concentratie van H+ is gelijk aan de concentratie van OH- of een pH hebben die gelijk is aan 7.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
[H+] = [OH-]
een oplossing zal zuur zijn wanneer de concentratie van H+ groter is dan de OH-concentratie- of de pH ligt tussen 0 en 7.
[H+] > [OH-]
een oplossing zal eenvoudig zijn wanneer de concentratie van H+ kleiner is dan de OH-concentratie- of de pH ligt tussen 7 en 14.
[H+] < [OH-]
Bekijk enkele voorbeelden van berekeningen met de pH van oplossingen:
1º)Wetende dat de concentratie hydronium in koffie gelijk is aan 1,10-5, wat zal de pH zijn die in deze oplossing aanwezig is?
hoe te oefenen mits de hydroniumconcentratieonium voor koffie kunnen we gebruik de vereenvoudigde pH-formule:
[H3O+] = 10-pH
1.10-5 = 10-pH
10-5 = 10-pH
-5 = -pH
pH = 5
Omdat de pH lager is dan 7, is de oplossing zuur.
2º) (UFU) Wat is de pH van een 0,045 mol/L azijnzuuroplossing, uitgaande van de Kik = 1,.10-5? Gegevens: log 2 = 0,3; logboek 3 = 0,48.
Oefening gegevens:
M = 0,045 mol/L
Kik = 1,8.10-5
log 2 = 0.3
log 3 = 0,48
Hoe de oefening de molariteit (M) en de ionisatieconstante (Kik),laten we eerst de mate van ionisatie van het genoemde zuur bepalen, omdat de concentratie van hydronium (H3O+ of H+) is altijd het resultaat van de vermenigvuldiging tussen de molariteit en de mate van ionisatie. Spoedig:
Laten we vervolgens de berekenen hoeveelheid hydronium vermenigvuldigende molariteit van het zuur door de gevonden ionisatiegraad:
[H3O+] = M.α
[H3O+] = 0,045.2.10-2
[H3O+] = 0,09.10-4
[H3O+] = 9.10-4 mol/L
Tot slot zetten we de hydroniumconcentratiewaarde in de logaritmische pH-vergelijking:
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
Omdat de pH lager is dan 7, is de oplossing zuur.
3º)(Cefet-PR) A 45 OC, de Kw van een neutrale oplossing is gelijk aan 4.10-4. Dus wat is de pH-waarde van deze oplossing bij deze temperatuur? Log 2-gegevens = 0,3.
Hoe de oefening je vertelt dat de oplossing is neutrale, spoedig [H3O+] is gelijk aan [OH-]:
Tot slot zetten we de hydroniumconcentratiewaarde in de logaritmische pH-vergelijking:
pH = - log [H+]
pH = - log 2.10-7
pH = 7 - log 2
pH = 7-0.3
pH = 6,7
Aangezien de pH bijna 7 is, is de oplossing neutraal (zoals aangegeven in de oefeningsverklaring) omdat de temperatuur 45. is O.
Door mij Diogo Lopes Dias
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
DAGEN, Diogo Lopes. "Berekeningen met pH van oplossingen"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculos-envolvendo-ph-solucoes.htm. Betreden op 28 juni 2021.
De wet van Ostwald, ionisatieconstante, molaire concentratie, mate van ionisatie, zwak elektrolyt, aantal mol geïoniseerd, Friedrich Wilhelm Ostwald, monozuren, monobasen.
