Begrepp och bestämning av pH och pOH

pH representerar den vätejoniska potentialen och pOH är den hydroxjoniska potentialen för lösningarna.

Dessa är logaritmiska skalor som används för att mäta den sura och basiska karaktären hos ett prov.

Värdena som komponerar dem sträcker sig från 0 till 14 och erhölls från den joniska balansen mellan vatten.

En neutral lösning har ett pH på 7. Värden under 7 klassificerar lösningarna som sura, medan efter 7 är lösningarna basiska.

Med pH-värdet är det möjligt att hitta motsvarande på pOH-skalan, bara genom att göra en subtraktion.

Jonisk vattenbalans

En vattenmolekyl har förmågan att jonisera enligt ekvationen:

rak H med 2 prenumeration rak O med vänster parentes rak 1 höger parentes utrymme prenumeration slutet av prenumeration harpun till höger över harpun till vänster rak utrymme H med parentes vänster aq höger parentes prenumeration slutet av prenumerationen med mer superscript utrymme mer OH utrymme med vänster parentes aq höger parentes prenumerationen slutet av prenumerationen med minus kuvert

Här har vi en jonbalans, eftersom processen är reversibel och jonerna kan också komma ihop och bilda en vattenmolekyl igen.

Ett annat sätt att visa den balans som uppstår är genom autojonisering.

tabellrad med fetstil H fetstilt mindre fetstilad O-rad med tomt tomt tomt rad med tomt tomt tomt tomt slutet av bordet tabellutrymme rad med cell med utrymme mer utrymme slutet av cellrad med tom rad med tom ände av tabell tabellrad med fetstil fet fetare fetstil O fetstil mindre djärv H-rad med tomt tomt tomt rad med tomt tomt tomt tomt slutet av bordrad med cell med mellanslag harpunutrymme till höger om harpun vänster utrymme utrymme utrymme slutet av cellrad med tom rad med tom ände av bord utrymme öppna hakparenteser tabellrad med cell med tabellrad med fet H fet mindre fet Mindre fet H slutet av tabellen slutet av cellraden nedåt pilen fet fet H slutet av tabellen stänger hakparenteser tabellutrymme rad med mer rad med tom rad med tom ände av tabell tabell rad med cell med fet OH till kraften av fet minus slutet av cellrad med tom rad med tom slutet av bordet

En vattenmolekyl genererade hydroniumjoner (H₃O⁺och hydroxyl (OH^-) genom sönderdelning av en andra molekyl.

2 raka H med 2 raka O-prenumerationer med vänster parentes raka 1 höger parentes utrymme prenumerera slutet av harpun prenumeration till höger om harpun vänster rakt utrymme H med 3 raka prenumerationer O med vänster parentes aq höger parentes prenumeration slutet av prenumerationen med mer superscript utrymme mer utrymme OH med vänster parentes aq höger parentes prenumeration slutet av prenumerationen med mindre superscript

Jonisk produkt av vatten (K_w)

Konstanten för den joniska balansen mellan vatten är:

instagram story viewer

rakt K med rakt c prenumerationsutrymme lika med räknareutrymmet vänster kvadratfäste rakt H med 3 kvadratiska prenumerationen O till kraften plus höger kvadratkonsolutrymme mellanslag vänster hakparentes OH till kraften minus höger hakparentesutrymme över nämnaren vänster hakparentes H med 2 kvadratiska underskrift Höger hakparentes i kvadrat utrymme slutet av fraktion

Eftersom vatten är en ren vätska, tas dess koncentration som 1 och stör inte det konstanta värdet. Därför blir uttrycket:

rak K med rakt c prenumerationsutrymme. mellanslag vänster hakparentes H med 2 raka underskrifter Höger hakparentes kvadrat lika vänster hakparentes H med tre kvadratiska O-tecken till kraften av plus höger hakparentes Plats. mellanslag vänster hakparentes OH till kraften minus höger hakparentes utrymme fyrkantigt utrymme K med rakt c prenumerationsutrymme. mellanslag 1 kvadratisk är lika med vänster hakparentes H med tre kvadratiska teckensnitt O till kraften av plus höger hakparentesutrymme. mellanslag vänster hakparentes OH till kraften minus höger hakparentes utrymme fyrkantigt utrymme K med rak c prenumerationsutrymme lika med vänster hakparentes H med tre raka prenumerationer O till kraften i plus hakparentes rätt utrymme. mellanslag vänster hakparentes OH till kraften minus höger hakparentesutrymme

O jonisk produkt av Vatten é vänster hakparentes H med tre kvadratiska undersnitt O till kraften av plus höger hakparentesutrymme. vänster hakparentesutrymme OH till kraften av minus höger hakparentes .

Detta uttryck får symbolen K_w (W kommer från det engelska ordet water - vatten) och precis som jämviktskonstanten varierar den med temperaturen.

rak K med rakt w subskriptutrymme lika med vänster parentes rakt H med 3 rakt subskript O till kraften i plus höger parentesutrymme. vänster hakparentesutrymme OH till kraften av minus höger hakparentes

kW och temperatur — Källa: K. W. Whitten et al. Allmän kemi. 6. red. Orlando, Saunders, 2000. P. 755.

Bestämning av pH och pOH

Vid en temperatur av 25 ° C är den joniska produkten av vatten:

rakt K med rakt w prenumerationsutrymme lika med rymdparentes vänster rakt rak H med 3 prenumeration rakt O till kraften i plus höger parentesutrymme. mellanslag vänster hakparentes OH till kraften minus höger hakparentesutrymme motsvarar mellanslag 1 komma 0 mellanslag. utrymme 10 till kraften minus 14 slutet av exponential

Vid jonisering av rent vatten, 1 mol H₃O⁺ bildas med 1 mol OH^- .

Snart, vänster hakparentes H med tre kvadratiska underord O till kraften av plus höger hakparentesutrymme lika med mellanslag vänster hakparentes OH till effekten av minus höger hakparentesutrymme är lika med 1 komma 0 mellanslag. utrymme 10 till kraften av minus 7 slutet av exponentiellt molutrymme dividerat med rakt L

Eftersom dessa värden är extremt låga beslutades att använda värdena på cologarithms, vilket motsvarar logaritmen med ett bytt tecken.

pX är lika med kollog rakt utrymme X utrymme är lika med utrymme minus log utrymme rakt utrymme X är lika med täljare 1 över nämnaren log rakt utrymme X slutet av bråk

Tillämpa kologaritmen på den joniska produkten av vatten måste vi:

tabellrad med cell med - logga [rak H till kraften i mer parentes höger rakt utrymme i rutan ram stäng ram slutet av cell tom cell med mindre utrymme loggutrymme vänster hakparentes OH till kraften med minst höger hakparentesutrymme i lådramens nära ramänden på cellen lika med cell med mindre utrymme logutrymme rakt K med rak w abonnent ände av cellrad med pH plus cell med pOH utrymme ände av cell lika med 14 slutet av tabell

Vi kan observera att: om vi vet pH i en lösning, kan pOH-värdet hittas genom att subtrahera det första värdet från 14.

Surhetsgrad och grundläggande lösningar

Neutral lösning: koncentrationen av hydroniumjoner är lika med den för hydroxyler.

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

Exempel: rent vatten.

syralösning: koncentrationen av hydroniumjoner är större än för hydroxylerna.

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

Exempel: läsk, citron och tomat.

grundläggande lösning: koncentrationen av hydroxyler är större än för hydroniumjoner.

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

Exempel: ägg, tvål och blekmedel.

pH-beräkning

Begreppet vätgaspotential skapades av den danska kemisten Peter Lauritz Sorensen (1868-1939) för att uttrycka surhetsgraden i en lösning genom koncentrationen av H⁺.

Se tabellen nedan som visar joniseringen av a syra:


Inledande molaritet	0,020	0	0
jonisering	0,001	0,001	0,001
Molaritet i balans	0,019	0,001	0,001

I exemplet har vi att koncentrationen av H-joner⁺ é 0,001. Därför är lösningens pH:

[H⁺] = 0,001 = 10^-3

pH = - logg 10^-3 = 3

Eftersom lösningens pH är mindre än 7 är denna lösning sur.

Sammanfattning av pH och pOH

Definitioner	pH: lösningens vätejoniska potential.
pOH: hydroxyljonisk potential i lösningen.
allmänna formeln	pH + pOH = 14
Lösningar	Neutral	pH = pOH = 7
sura	pH pOH> 7
grunderna	pOH pH> 7
pH-beräkning	pH = - log [H⁺]
Beräkning av pOH	pOH = -log [OH^-]

Övningar på pH och pOH

1. (FMTM) pH i magsaft, en vattenlösning av saltsyra (HC2), är ungefär 2. Därför är massan, i gram, av HC2 som finns i varje liter magsaft

Data: molära massor (g / mol) H = 1, C2 = 35,5

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

Se Svar

Rätt alternativ: b) 3,65 · 10^-1.

1: a steget: beräkna koncentrationen av H-joner⁺.

pH-utrymme lika med mellanslag 2 mellanslag dubbelpil till höger parentes vänster kvadrat rakt H till kraften plus höger hakparentesutrymme lika med utrymme 10 till minus 2-effektänden av exponentiellt molutrymme dividerat med rak L

utrymme utrymme HCl utrymme utrymme utrymme utrymme utrymme högerpil utrymme utrymme utrymme utrymme rakt H till kraften av mer utrymme utrymme utrymme slutet av det exponentiella utrymmet plus rymdutrymmet Cl till effekten av minus 10 till effekten av minus 2 slutet av det raka exponentiella M-rymdutrymmet space space space space 10 till minus 2 slutet av rak exponentiell M space space space 10 till minus 2 ände av rak exponential M

2: a steget: beräkna molmassan för HCl.

stack attribut charalign center stackalign höger slut attribut rad 1 komma 0 ingenting vänster parentes rakt H höger parentes slut rad rad plus 35 komma 5 ingenting vänster parentes Cl höger parentes slutrad horisontell linje rad 36 komma 5 inget vänster parentes HCl höger parentes slutrad slut stack

Tredje steget: beräkna massan av saltsyra i varje liter magsaft.

rak C med rakt m prenumerationsutrymme lika med rymdräknare rakt m över nämnaren rakt M-utrymme. rakt utrymme V-änden av fraktion 10 till effekten av minus 2-änden av exponentiellt molutrymme dividerat med rakt L utrymme lika med rymd räknare m över nämnaren 36 komma 5 rakt utrymme g dividerat med mol Plats. mellanslag 1 rak L-ände av fraktionen rak m-utrymme lika med utrymme 10 till effekten av minus 2-änden av exponentiellt horisontellt strimmigt utrymme över mol dividerat med rak L-ände av strimmigt utrymme. mellanslag 36 komma 5 rakt utrymme g dividerat med horisontell utsträckning över mol slutet av utsträckningsutrymme utrymme 1 horisontell linje rak L rak m utrymme lika med utrymme 3 komma 65 utrymme. utrymme 10 till kraften minus 1 ände av den raka exponentiella g

2. (UEMG) Flera rengöringsprodukter har ammoniak i sin konstitution. Etiketten för en av dessa produkter anger pH = 11. Detta innebär att koncentrationen av hydroxoniumkatjoner och hydroxylanjoner i denna produkt är respektive:

till 1. 10^-3 och 1. 10^-11
b) 1. 10^-11 och 1. 10^-7
c) 1. 10^-11 och 1. 10^-3
d) 1. 10^-11 och 1. 10^-11

Se Svar

Rätt alternativ: c) 1. 10^-11 och 1. 10^-3.

a) FEL. Dessa koncentrationer motsvarar en lösning med pH = 3.

vänster hakparentes H till kraften av plus höger hakparentesutrymme är lika med utrymme 1,10 till effekten av minus 3 slutet av exponentiellt pH-utrymme är lika med utrymme minus rymdloggutrymme vänster hakparentes H till kraften av plus höger hakparentes pH-utrymme är lika med utrymme minus rymdloggutrymme 1,10 till kraften av minus 3 slutet av exponentiellt pH-utrymme är lika med utrymme 3

vänster hakparentes OH till effekten av minus höger hakparentesutrymme är lika med utrymme 1,10 till effekten av minus 11 slutet av exponentiellt pOH-utrymme är lika med utrymme minus rymdloggutrymme vänster hakparentes OH till effekten av minus höger hakparentes pOH-utrymme är lika med utrymme minus rymdloggutrymme 1,10 till kraften av minus 11 slutet av exponentiellt pOH-utrymme är lika med utrymme 11

b) FEL. Även om koncentrationen av H⁺ indikerar att lösningens pH är 11, koncentrationen av OH-joner^-är fel, som det borde vara 3, eftersom: pOH = 14 - pH.

vänster hakparentes H till kraften av plus höger hakparentesutrymme är lika med utrymme 1,10 till effekten av minus 11 slutet av exponentiellt pH-utrymme är lika med utrymme minus rymdloggutrymme vänster hakparentes H till kraften av plus höger hakparentes pH-utrymme är lika med utrymme minus rymdloggutrymme 1,10 till kraften av minus 11 slutet av exponentiellt pH-utrymme är lika med utrymme 11

vänster hakparentes OH till effekten av minus höger hakparentesutrymme är lika med utrymme 1,10 till effekten av minus 7 slutet av exponentiellt pOH-utrymme är lika med utrymme minus rymdloggutrymme vänster hakparentes OH till effekten av minus höger hakparentes pOH-utrymme lika med utrymme minus rymdloggutrymme 1,10 till effekten av minus 7 slutet av exponentiellt pOH-utrymme lika med utrymme 7

c) KORREKT. pH = 11 och pOH = 3, eftersom pH + pOH = 14.

vänster hakparentes OH till effekten av minus höger hakparentesutrymme är lika med utrymme 1,10 till effekten av minus 3 slutet av exponentiellt pOH-utrymme är lika med utrymme minus rymdloggutrymme vänster hakparentes OH till effekten av minus höger hakparentes pOH-utrymme är lika med utrymme minus rymdloggutrymme 1.10 till effekten av minus 3 ändar av det exponentiella pOH-utrymmet är lika med utrymme 3

d) FEL. Även om koncentrationen av H⁺ indikerar att lösningens pH är 11, koncentrationen av OH-joner^-är fel, som det borde vara 3, eftersom: pOH = 14 - pH.

3. (UFRGS) Vilken av följande vattenlösningar har det högsta pH?

a) 0,1 mol / 1 NaOH
b) NaCl 0,5 mol / L
c) H₂ENDAST₄ 1,0 mol / l
d) 1,0 mol / 1 HCl
e) 0,2 mol / 1 KOH

Se Svar

Rätt alternativ: e) KOH 0,2 mol / L.

a) FEL. Lösningen är basisk eftersom dess pH är större än 7, men den har inte det högre pH-värdet för alternativen.