Koncepcia a stanovenie pH a pOH

pH predstavuje vodíkový iónový potenciál a pOH je hydroxiónový potenciál roztokov.

Toto sú logaritmické stupnice používané na meranie kyslého a zásaditého charakteru vzorky.

Hodnoty, ktoré ich tvoria, sa pohybujú od 0 do 14 a boli získané z iónovej rovnováhy vody.

Neutrálny roztok má pH 7. Hodnoty pod 7 klasifikujú roztoky ako kyslé, zatiaľ čo po 7 sú roztoky zásadité.

Pomocou hodnoty pH je možné nájsť zodpovedajúcu hodnotu na stupnici pOH iba odčítaním.

Iónová vodná bilancia

Molekula vody má schopnosť ionizovať podľa rovnice:

rovná H s 2 dolným indexom rovná O s ľavou zátvorkou rovná 1 pravá zátvorka dolný index koniec dolného indexu harpúna vpravo nad harpúnou ľavý priamy priestor H so zátvorkou ľavá aq pravá zátvorka dolný index koniec dolného indexu s väčším horným indexom priestoru viac OH priestor s ľavou zátvorkou aq pravá zátvorka dolný index koniec dolného indexu s mínusom obálka

Tu máme iónovú rovnováhu, pretože proces je reverzibilný a ióny sa tiež môžu spojiť a znovu vytvoriť molekulu vody.

Ďalším spôsobom, ako demonštrovať rovnováhu, ktorá nastáva, je prostredníctvom autoionizácia.

riadok tabuľky s tučným písmom H tučné menej tučným písmom O riadok s prázdnym prázdnym prázdnym prázdnym prázdnym riadkom s prázdnym prázdnym prázdnym prázdnym prázdnym prázdnym koncom tabuľky riadok tabuľkového priestoru s bunkou s priestorom viac priestoru koniec riadku bunky s prázdnym riadkom s prázdnym koncom tabuľky riadok tabuľky s tučným písmom H tučné menej tučné O tučné menej tučný riadok H s prázdnym prázdnym prázdnym prázdnym riadkom s prázdnym prázdnym prázdnym prázdnym prázdnym koncom riadku tabuľky s bunkou s medzerou harpúnou medzerou vpravo o harpúne ľavý priestor priestor koniec bunky riadok s prázdnym riadkom s prázdnym koncom tabuľkového priestoru otvorené hranaté zátvorky riadok tabuľky s bunkou s riadkom tabuľky s tučne H tučne menej tučne menej tučne H koniec tabuľky koniec bunky riadok šípka dole riadok tučne H koniec tabuľky uzatvára hranaté zátvorky tabuľkový priestor riadok s väčším počtom riadkov s prázdnym riadkom s prázdnym koncom tabuľky riadok s bunkou s tučným písmom OH na silu tučného mínusu koniec bunky s prázdnym riadkom s prázdnym riadkom koniec tabuľky

Molekula vody generovala ióny hydrónia (H₃O⁺) a hydroxyl (OH^-) narušením druhej molekuly.

2 rovné H s 2 rovnými O dolný index s ľavou zátvorkou rovný 1 pravá zátvorka medzera dolný index koniec harpúny dolný index doprava o harpúne ľavý priamy priestor H s 3 priamymi dolnými indexmi O s ľavou zátvorkou aq pravá zátvorka dolný index koniec dolného indexu s väčším horným indexom priestoru viac priestoru OH s ľavou zátvorkou aq pravá zátvorka dolný index koniec dolného indexu s menším horným indexom

Iónový produkt vody (K._w)

Konštanta pre iónovú rovnováhu vody je:

rovné K s priamym c dolným indexovým priestorom rovným priestoru čitateľa ľavá hranatá zátvorka H s 3 štvorcovým dolným indexom O k sile plus pravý štvorcový priestor v hranatej zátvorke. medzera ľavá hranatá zátvorka OH na mocninu mínus pravá hranatá zátvorka medzera nad menovateľom ľavá hranatá zátvorka H s 2 štvorcovým dolným indexom Pravá hranatá zátvorka na koniec štvorca medzery zlomok

Pretože voda je čistá kvapalina, jej koncentrácia sa berie ako 1 a nezasahuje do konštantnej hodnoty. Preto sa výraz stáva:

instagram story viewer

rovná K s priamym c dolným indexovým priestorom. medzera ľavá hranatá zátvorka H s 2 priamymi dolnými indexmi Pravá hranatá zátvorka rovnaká ľavá hranatá zátvorka H s 3 štvorcovým dolným indexom O k sile plus pravá štvorcová zátvorka priestor. medzera ľavá hranatá zátvorka OH na mocninu mínus pravá hranatá zátvorka priestor štvorcová medzera K s rovným c dolným indexovým priestorom. medzera 1 na druhú sa rovná ľavej hranatej zátvorke H s 3 štvorcovým dolným indexom O k sile plus pravý štvorcový priestor v hranatej zátvorke. medzera ľavá hranatá zátvorka OH na mocninu mínus pravá hranatá zátvorka medzera štvorcová medzera K s rovným c dolný indexový priestor rovný ľavej hranatej zátvorke H s 3 priamymi dolnými indexmi O k sile plus štvorcovej zátvorky správny priestor. medzera ľavá hranatá zátvorka OH na silu mínus pravá hranatá zátvorka medzera priestor

O iónový produkt z Voda é ľavá hranatá zátvorka H s 3 štvorcovým dolným indexom O k sile plus priestor pre pravú hranatú zátvorku. ľavý štvorcový priestor v zátvorke OH na silu mínus pravá štvorcová zátvorka .

Tento výraz prijíma symbol K._w (W pochádza z anglického slova water - voda) a podobne ako rovnovážna konštanta sa mení podľa teploty.

rovné K s priamym w dolným indexom rovné ľavej zátvorke priame H s 3 priamym dolným indexom O k sile plusového pravého zátvorkového priestoru. ľavý štvorcový priestor v zátvorke OH na silu mínus pravá štvorcová zátvorka

kW a teplota — Zdroj: K. W. Whitten a kol. Všeobecná chémia. 6. vyd. Orlando, Saunders, 2000. P. 755.

Stanovenie pH a pOH

Pri teplote 25 ° C je iónový produkt vody:

rovné K s priamym w dolným indexom rovné priestorovej zátvorke ľavé priame rovné H s 3 dolným indexom rovné O k sile plusového pravého zátvorkového priestoru. medzera ľavá hranatá zátvorka OH na mocninu mínus pravá hranatá zátvorka medzera sa rovná medzere 1 čiarka 0 medzery. priestor 10 na silu mínus 14 koniec exponenciálu

Pri ionizácii čistej vody sa použije 1 mol H₃O⁺ sa vytvorí s 1 mol OH^- .

Čoskoro ľavá hranatá zátvorka H s 3 štvorcovým dolným indexom O k sile plus priestor v pravej hranatej zátvorke rovný medzera ľavá hranatá zátvorka OH na mocninu mínus pravá hranatá zátvorka medzera sa rovná 1 čiarka 0 medzera. priestor 10 na výkon mínus 7 koniec exponenciálneho mol priestoru vydelený priamkou L

Pretože tieto hodnoty sú extrémne nízke, bolo rozhodnuté použiť hodnoty logaritmov, ktoré zodpovedajú logaritmu so zameneným znamienkom.

pX sa rovná kollogu rovná medzera X medzera rovná sa priestor mínus logická medzera rovná medzera X sa rovná čitateľovi 1 nad menovateľom log rovná medzera X koniec zlomku

Aplikáciou cologaritmu na iónový produkt vody musíme:

riadok tabuľky s bunkou s - log [rovné H k sile viac zátvoriek pravé rovné miesto v ráme rámčeka zavrieť rám koniec bunky prázdna bunka s menším priestorom v denníku priestor ľavá hranatá zátvorka OH na výkon najmenej pravého štvorca priestor hranatej zátvorky v rámčeku rámčeka blízko konca rámu bunky rovná sa bunke s menším priestorom log priestor rovný K s priamym w dolným indexom koniec bunkového radu s pH plus bunka s pOH medzera koniec bunky rovný 14 koniec stôl

Môžeme pozorovať, že: ak poznáme pH roztoku, hodnotu pOH môžeme zistiť odpočítaním prvej hodnoty od 14.

Kyslosť a zásadnosť riešení

Neutrálne riešenie: koncentrácia iónov hydrónia sa rovná koncentrácii hydroxylov.

[H₃O⁺] = 1,0. 10^-7 mol / l	pH = 7
[oh^-] = 1,0. 10^-7 mol / l	pOH = 7

Príklad: čistá voda.

kyslý roztok: koncentrácia iónov hydrónia je vyššia ako koncentrácia hydroxylov.

[H₃O⁺] 1,0. 10^-7 mol / l	pH 7
[oh^-] 1,0. 10^-7 mol / l	pOH 7

Príklad: sóda, citrón a paradajka.

základné riešenie: koncentrácia hydroxylov je vyššia ako koncentrácia hydróniových iónov.

[H₃O⁺] 1,0. 10^-7 mol / l	pH 7
[oh^-] 1,0. 10^-7 mol / l	pOH 7

Príklad: vajce, mydlo a bielidlo.

výpočet pH

Koncept vodíkového potenciálu vytvoril dánsky chemik Peter Lauritz Sorensen (1868-1939), aby vyjadril kyslosť roztoku koncentráciou H⁺.

V nasledujúcej tabuľke je demonštrovaná ionizácia a kyselina:


Počiatočná jasnosť	0,020	0	0
ionizácia	0,001	0,001	0,001
Molarita v rovnováhe	0,019	0,001	0,001

V príklade máme túto koncentráciu iónov H⁺ é 0,001. Preto je pH roztoku:

[H⁺] = 0,001 = 10^-3

pH = - log 10^-3 = 3

Pretože pH roztoku je nižšie ako 7, je tento roztok kyslý.

Súhrn o pH a pOH

Definície	pH: vodíkový iónový potenciál roztoku.
pOH: hydroxyliontový potenciál roztoku.
všeobecný vzorec	pH + pOH = 14
Riešenia	Neutrálny	pH = pOH = 7
kyslé	pH pOH> 7
základy	pOH pH> 7
výpočet pH	pH = - log [H⁺]
Výpočet pOH	pOH = -log [OH^-]

Cvičenie na pH a pOH

1. (FMTM) pH žalúdočnej šťavy, vodného roztoku kyseliny chlorovodíkovej (HCℓ), je približne 2. Preto je hmotnosť HCℓ prítomná v každom litri žalúdočnej šťavy v gramoch

Údaje: Molárne hmotnosti (g / mol) H = 1, C3 = 35,5

a) 7,3 · 10^-2
b) 3,65 · 10^-1
c) 10^-2
d) 2
e) 10

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: b) 3,65 · 10^-1.

1. krok: vypočítajte koncentráciu iónov H⁺.

pH priestor sa rovná priestoru 2 priestor dvojitá šípka doprava zátvorka ľavý štvorec priamo H k sile plus pravý štvorcový priestor v zátvorke rovný medzere 10 až mínus 2 koniec sily exponenciálneho molárneho priestoru vydelený rovno L

priestor priestor HCl priestor priestor priestor priestor priestor šípka doprava priestor priestor priestor priestor rovno H k sile väčšieho priestoru priestor priestor priestor koniec exponenciálneho priestoru plus priestorový priestor priestor Cl na silu mínus 10 do sily mínus 2 koniec rovného exponenciálneho M priestoru priestor priestor priestor priestor priestor priestor priestor 10 až mínus 2 koniec priamej exponenciálnej M priestorový priestor priestor 10 až mínus 2 koniec priamej exponenciálnej M

2. krok: vypočítajte molárnu hmotnosť HCl.

atribúty zásobníka stredná charalignová značka stohovač zarážky pravého konca riadok 1 čiarka 0 nič ľavá zátvorka rovná H pravá zátvorka riadok koncového riadku plus 35 čiarka 5 nič ľavá zátvorka Cl pravá zátvorka koncový riadok vodorovný riadok riadok 36 čiarka 5 nič ľavá zátvorka HCl pravá zátvorka koniec koncového riadku stoh

3. krok: vypočítajte hmotnosť kyseliny chlorovodíkovej v každom litri žalúdočnej šťavy.

priama C s rovným m dolný index priestor rovný priestoru čitateľ rovný m nad menovateľom rovná M medzera. priamy priestor V koniec frakcie 10 na mocninu mínus 2 koniec exponenciálneho molárneho priestoru vydelený priamkou L priestor rovný priestoru priamy čitateľ m nad menovateľom 36 čiarka 5 rovná medzera g delená mol priestor. priestor 1 priamy L koniec zlomku priamy m priestor rovný priestoru 10 k sile mínus 2 koniec exponenciálneho vodorovného pruhovitého priestoru nad mol delený priamym L koncom pruhovitého priestoru. medzera 36 čiarka 5 rovná medzera g rozdelená vodorovným vyčiarknutím cez mol koniec vyčiarknutej medzery. medzera 1 vodorovná čiara rovná L rovná m medzera rovná sa medzere 3 čiarka 65 medzera. priestor 10 na mocninu mínus 1 koniec priamej exponenciálnej g

2. (UEMG) Niekoľko čistiacich prostriedkov má vo svojej zložení amoniak. Štítok jedného z týchto produktov označuje pH = 11. To znamená, že koncentrácia hydroxónových katiónov a hydroxylových aniónov v tomto produkte sú:

do 1. 10^-3 a 1. 10^-11
b) 1. 10^-11 a 1. 10^-7
c) 1. 10^-11 a 1. 10^-3
d) 1. 10^-11 a 1. 10^-11

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: c) 1. 10^-11 a 1. 10^-3.

a) NESPRÁVNE. Tieto koncentrácie zodpovedajú roztoku s pH = 3.

ľavá hranatá zátvorka H k sile plus pravá hranatá zátvorka priestor sa rovná priestoru 1,10 k sile mínus 3 koniec exponenciálneho pH priestor sa rovná priestor mínus priestor priestor na log ľavá hranatá zátvorka H k sile plus pravá štvorcová zátvorka pH priestor sa rovná priestoru mínus priestor priestor protokolu 1,10 k sile mínus 3 koniec exponenciálneho pH priestor sa rovná priestoru 3

ľavá hranatá zátvorka OH k sile mínus pravá hranatá zátvorka priestor sa rovná priestoru 1,10 k sile mínus 11 koniec exponenciálneho pOH priestor sa rovná priestoru mínus priestor log priestor ľavá hranatá zátvorka OH k sile mínus pravá štvorcová zátvorka pOH priestor sa rovná priestoru mínus priestor log priestor 1,10 k sile mínus 11 koniec exponenciálneho pOH priestor sa rovná priestoru 11

b) NESPRÁVNE. Aj keď koncentrácia H⁺ naznačujú, že pH roztoku je 11, koncentrácia iónov OH^-je nesprávne, pretože by malo byť 3, pretože: pOH = 14 - pH.

ľavá hranatá zátvorka H k sile plus pravá hranatá zátvorka priestor sa rovná priestoru 1,10 k sile mínus 11 koniec exponenciálneho pH priestor sa rovná priestor mínus priestor priestor na log ľavá hranatá zátvorka H k sile plus pravá štvorcová zátvorka pH priestor sa rovná priestoru mínus priestor priestor protokolu 1,10 k sile mínus 11 koniec exponenciálneho pH priestor sa rovná priestoru 11

ľavá hranatá zátvorka OH k sile mínus pravá hranatá zátvorka priestor sa rovná priestoru 1,10 k sile mínus 7 koniec exponenciálneho pOH priestor sa rovná priestoru mínus priestor log priestor ľavá hranatá zátvorka OH k sile mínus pravá štvorcová zátvorka pOH priestor rovný priestoru mínus priestor log priestor 1,10 k sile mínus 7 koniec exponenciálneho pOH priestor rovný priestor 7

c) SPRÁVNE. pH = 11 a pOH = 3, pretože pH + pOH = 14.

ľavá hranatá zátvorka OH k sile mínus pravá hranatá zátvorka priestor sa rovná priestoru 1,10 k sile mínus 3 koniec exponenciálneho pOH priestor sa rovná priestoru mínus priestor log priestor ľavá hranatá zátvorka OH k sile mínus pravá štvorcová zátvorka pOH priestor sa rovná priestoru mínus priestorový priestor log 1,10 k sile mínus 3 konce exponenciálneho pOH priestoru sa rovná priestor 3

d) NESPRÁVNE. Aj keď koncentrácia H⁺ naznačujú, že pH roztoku je 11, koncentrácia iónov OH^-je nesprávne, pretože by malo byť 3, pretože: pOH = 14 - pH.

3. (UFRGS) Ktorý z nasledujúcich vodných roztokov má najvyššie pH?

a) 0,1 mol / l NaOH
b) NaCl 0,5 mol / l
c) H₂IBA₄ 1,0 mol / l
d) 1,0 mol / L HCl
e) 0,2 mol / l KOH

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: e) KOH 0,2 mol / l.

a) NESPRÁVNE. Roztok je zásaditý, pretože jeho pH je vyššie ako 7, ale nemá vyššie pH alternatív.