Понятие и определение pH и pOH

pH представляет собой водородный ионный потенциал, а pOH - гидрокси-ионный потенциал растворов.

Это логарифмические шкалы, используемые для измерения кислотного и основного характера пробы.

Составляющие их значения находятся в диапазоне от 0 до 14 и были получены из ионного баланса воды.

Нейтральный раствор имеет pH 7. Значения ниже 7 классифицируют растворы как кислые, а после 7 - щелочные.

По значению pH можно найти соответствующее значение по шкале pOH, просто сделав вычитание.

Ионный водный баланс

Молекула воды обладает способностью ионизироваться в соответствии с уравнением:

прямая H с 2 нижним индексом прямая O с левой круглой скобкой прямая 1 правая скобка подстрочный знак пробел конец нижнего индекса гарпун справа над гарпуном слева прямое пространство H со скобкой левая aq правая скобка нижний индекс конец нижнего индекса с большим количеством надстрочного индекса больше пробела OH с левой круглой скобкой aq правая скобка нижний индекс конец нижнего индекса с минусом конверт

Здесь у нас есть ионный баланс, потому что процесс обратим, и ионы также могут объединиться и снова образовать молекулу воды.

Другой способ продемонстрировать имеющийся баланс - это автоионизация.

Строка таблицы с полужирным шрифтом H полужирным шрифтом Менее жирным O строка с пустым пустым пустым пустым рядом с пустым пустым пустым пустым пустым концом таблицы строка табличного пространства с ячейкой с пространством больше места конец строки с пустой строкой с пустым концом таблицы строка с полужирным шрифтом H полужирным шрифтом O полужирным шрифтом менее полужирным шрифтом H-ряд с пустыми пустыми пустыми пустыми строками с пустыми пустыми пустыми пустыми концами в конце строки таблицы с ячейкой с пространственным гарпуном пробел справа около гарпуна оставшееся пространство пробел пробел конец строки ячеек с пустой строкой с пустым концом табличного пространства открытые квадратные скобки строка таблицы с ячейкой с строкой таблицы с полужирный H полужирный менее полужирный Менее полужирный полужирный H конец таблицы конец строки строка стрелка вниз полужирный шрифт H конец таблицы закрывает квадратные скобки табличное пространство строка с большим количеством строк с пустой строкой с пустым концом таблицы таблица строка с ячейкой, выделенной жирным шрифтом OH, в степени жирного шрифта минус конец строки с пустой строкой с пробелом конец стола

Молекула воды генерировала ионы гидроксония (H₃О⁺) и гидроксил (OH^-) за счет разрушения второй молекулы.

2 прямая H с 2 нижним индексом прямая O с левой круглой скобкой прямая 1 правая скобка пробел нижний индекс конец нижнего индекса гарпуна вправо около гарпуна левое прямое пространство H с 3 прямым индексом O с левой круглой скобкой aq правая скобка нижний индекс конец нижнего индекса с большим пространством надстрочного индекса больше места OH с левой круглой скобкой aq правая скобка подстрочный индекс конец подстрочного индекса с меньшим надстрочным индексом

Ионный продукт воды (K_ш)

Константа ионного баланса воды равна:

прямая K с прямым индексом c пространство под индексом равно пространству числителя левая скобка прямая H с 3 прямым индексом O в степени плюс пространство правой квадратной скобки. пробел левой квадратной скобки OH в степени минус правой квадратной скобки; расстояние от знаменателя левая квадратная скобка H с двумя квадратными нижними индексами Правая квадратная скобка в квадрате пробела конец доля

Поскольку вода представляет собой чистую жидкость, ее концентрация принимается равной 1 и не влияет на постоянное значение. Таким образом, выражение становится:

instagram story viewer

прямая K с прямым индексом c. пробел левая квадратная скобка H с двумя прямыми нижними индексами Правая квадратная скобка в квадрате равна левая квадратная скобка H с 3 квадратным индексом O в степени плюс правая квадратная скобка космос. расстояние левой квадратной скобки OH до степени минус правой квадратной скобки пространство квадратного пространства K с прямым нижним индексом c. пространство 1 в квадрате равно левой квадратной скобке H с 3 квадратным нижним индексом O в степени плюс правая квадратная скобка. пространство левой квадратной скобки OH в степени минус правой квадратной скобки пространство квадратной скобки пространство K с прямой c нижний индекс равен левой квадратной скобке H с 3 прямым индексом O в степени плюс квадратной скобки правильное пространство. пробел левая квадратная скобка OH в степени минус правая квадратная скобка пробел пробел

О ионный продукт Воды é левая квадратная скобка H с 3 квадратным нижним индексом O в степени плюс правая квадратная скобка. левая квадратная скобка пробел OH в степени минус правая квадратная скобка .

Это выражение получает символ K_ш (W происходит от английского слова water - вода) и, как и константа равновесия, изменяется в зависимости от температуры.

прямая K с прямым индексом w, равным левой скобке, прямая H с 3-мя прямым индексом O в степени плюс правой скобки. левая квадратная скобка пробел OH в степени минус правая квадратная скобка

кВт и температура — Источник: К. W. Whitten et al. Общая химия. 6. изд. Орландо, Сондерс, 2000. П. 755.

Определение pH и pOH

При температуре 25 ° C ионный продукт воды:

прямая K с прямым нижним индексом w, равным пробелу скобки слева прямая прямая H с 3-мя нижним индексом, прямая O в степени плюс правая скобка. пробел левой квадратной скобки OH в степени минус правой квадратной скобки пробел равен пробелу 1 запятой 0 пробелу. пробел 10 в степени минус 14 конец экспоненты

При ионизации чистой воды 1 моль H₃О⁺ образуется с 1 моль OH^- .

Скоро, левая квадратная скобка H с 3 квадратным нижним индексом O в степени плюс правая квадратная скобка, равная пробел левой квадратной скобки OH в степени минус правой квадратной скобки пробел равен 1 запятой 0 пробелу. пространство 10 в степени минус 7 конец экспоненциального моля пространства, деленного на прямую L

Поскольку эти значения крайне низкие, было решено использовать значения одекологарифмов, которые соответствуют логарифму с переставленным знаком.

pX равно прямому пространству коллога X пространству равно пространству минус логарифмическому пространству прямому пространству X равно числителю 1 по знаменателю логарифмическому прямому пространству X концу дроби

Применяя одеколон к ионному продукту воды, мы должны:

строка таблицы с ячейкой с - log [прямая H в степени большего количества скобок справа прямо пространство в рамке рамки закрыть рамку конец ячейки пустая ячейка с меньшим пространством места в журнале левая квадратная скобка OH в степени наименьшей правой квадратной скобки пространство в рамке коробки закрыть конец рамки ячейки равняется ячейке с меньшим пространством логарифм пространство прямой K с прямым индексом w конец ряда ячеек с pH плюс ячейка с pOH пространство конец ячейки равен 14 конец Таблица

Мы можем заметить, что: если мы знаем pH раствора, значение pOH можно найти, вычтя первое значение из 14.

Кислотность и основность растворов

Нейтральный раствор: концентрация ионов гидроксония равна концентрации гидроксилов.

[ЧАС₃О⁺] = 1,0. 10^-7 Молл	pH = 7
[ой^-] = 1,0. 10^-7 Молл	рОН = 7

Пример: чистая вода.

кислотный раствор: концентрация ионов гидроксония больше, чем гидроксилов.

[ЧАС₃О⁺] 1,0. 10^-7 Молл	pH 7
[ой^-] 1,0. 10^-7 Молл	pOH 7

Пример: сода, лимон и помидор.

базовое решение: концентрация гидроксилов больше, чем ионов гидроксония.

[ЧАС₃О⁺] 1,0. 10^-7 Молл	pH 7
[ой^-] 1,0. 10^-7 Молл	pOH 7

Пример: яйцо, мыло и отбеливатель.

расчет pH

Концепция водородного потенциала была создана датским химиком Питером Лаурицем Соренсеном (1868-1939), чтобы выразить кислотность раствора через концентрацию H⁺.

См. Таблицу ниже, демонстрирующую ионизацию кислота:


Начальная молярность	0,020	0	0
ионизация	0,001	0,001	0,001
Молярность в балансе	0,019	0,001	0,001

В этом примере мы видим, что концентрация ионов H⁺ é 0,001. Следовательно, pH раствора составляет:

[ЧАС⁺] = 0,001 = 10^-3

pH = - log 10^-3 = 3

Поскольку pH раствора меньше 7, этот раствор является кислым.

Резюме по pH и pOH

Определения	pH: водородный ионный потенциал раствора.
pOH: гидроксилионный потенциал раствора.
общая формула	pH + pOH = 14
Решения	Нейтральный	pH = pOH = 7
кислый	pH pOH> 7
основы	pOH pH> 7
расчет pH	pH = - log [H⁺]
Расчет pOH	pOH = -log [OH^-]

Упражнения на pH и pOH

1. (FMTM) pH желудочного сока, водного раствора соляной кислоты (HCℓ), составляет приблизительно 2. Следовательно, масса в граммах HCℓ, присутствующая в каждом литре желудочного сока, равна

Данные: Молярные массы (г / моль) H = 1, Cℓ = 35,5.

а) 7,3 · 10^-2
б) 3,65 · 10^-1
в) 10^-2
г) 2
д) 10

См. Ответ

Правильная альтернатива: б) 3,65 · 10^-1.

1-й шаг: рассчитать концентрацию ионов H⁺.

pH пробел равен пробелу 2 пробел двойная стрелка к правой скобке левый квадрат прямая H в степени плюс пространство правой квадратной скобки равно промежутку 10 до конца степени минус 2 экспоненциального мольного пространства, разделенного на прямой L

пространство пространство HCl пространство пространство пространство пространство пространство пространство стрелка вправо пространство пространство пространство пространство прямо H в степень больше пространства пространство пространство конец экспоненциального пространства плюс пространство пространство пространство Cl в степени минус 10 в степени минус 2 конец прямого экспоненциального пространства M пространство пространство пространство пространство пространство пространство пространство от 10 до минус 2 конец прямой экспоненты M пространство пространство пространство от 10 до минус 2 конец прямой экспоненты M

2-й шаг: вычислить молярную массу HCl.

атрибуты стека charalign center stackalign right end атрибуты строка 1 запятая 0 ничего левая скобка прямо H правая скобка конечная строка строка плюс 35 запятая 5 ничего левая скобка Cl правая скобка конечная строка горизонтальная строка строка 36 запятая 5 ничего левая скобка HCl правая скобка конечная строка конец куча

3-й шаг: рассчитать массу соляной кислоты в каждом литре желудочного сока.

прямая C с прямым индексом m пространство равным пространству числителя прямое m над знаменателем прямое пространство M. прямое пространство V конец дроби 10 в степени минус 2 конец экспоненциального мольного пространства, разделенного на прямую L пробел равен пробелу прямой числитель m над знаменателем 36 запятая 5 прямой интервал g делится на моль космос. пространство 1 прямая L конец дробной прямой m пространство, равное пространству 10 в степени минус 2, конец экспоненциальной горизонтальной штриховки пространства над моль, разделенное прямым L концом штрихованного пространства. пробел 36 запятая 5 прямой пробел g, разделенный горизонтальным зачеркиванием по мольному концу зачеркивания. пробел 1 горизонтальная линия прямая L прямая м пробел равна пробелу 3 запятая 65 пробел. пробел 10 в степени минус 1 конец прямой экспоненты g

2. (UEMG) Некоторые чистящие средства содержат аммиак. На этикетке одного из этих продуктов указано значение pH = 11. Это означает, что концентрация катионов гидроксона и анионов гидроксила в этом продукте составляет, соответственно:

к 1. 10^-3 и 1. 10^-11
б) 1. 10^-11 и 1. 10^-7
в) 1. 10^-11 и 1. 10^-3
г) 1. 10^-11 и 1. 10^-11

См. Ответ

Правильная альтернатива: в) 1. 10^-11 и 1. 10^-3.

а) НЕПРАВИЛЬНО. Эти концентрации соответствуют раствору с pH = 3.