PH คืออะไร?

ค่า pH สอดคล้องกับศักยภาพไฮโดรเจนของสารละลาย ถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน (H⁺) และทำหน้าที่วัดระดับความเป็นกรด ความเป็นกลาง หรือความเป็นด่างของสารละลายที่กำหนด

นอกจากค่า pH แล้ว ยังมีอีกปริมาณหนึ่งที่กำหนดความเป็นกรดและความเป็นด่างของระบบน้ำ: pOH (ศักย์ไฮดรอกซีไลออนิก) มาตราส่วนนี้มีฟังก์ชันเหมือนกับค่า pH แม้ว่าจะใช้งานน้อยก็ตาม

มาตราส่วน pH

การเป็นตัวแทนของมาตราส่วน pH

ค่า pH จะแสดงในระดับตั้งแต่ 0 ถึง 14 วัดความเป็นกรดและความเป็นด่างของสารละลาย

ดังนั้น pH 7 จึงเป็นสารละลายที่เป็นกลาง (เช่น น้ำบริสุทธิ์) ก่อนหน้านั้นถือว่าเป็นสารละลายที่เป็นกรด (pH ที่เป็นกรด) และหลัง 7 เป็นสารละลายพื้นฐาน (pH ด่าง)

ด้วยการสังเกตนี้ ลักษณะของกรดจะเพิ่มขึ้นจากขวาไปซ้าย ตัวละครพื้นฐานจากซ้ายไปขวา โปรดทราบว่ายิ่งค่า pH ต่ำ สารละลายก็จะยิ่งมีความเป็นกรดมากขึ้น

การแสดงระดับ pH และ pOH

เรียนรู้เพิ่มเติมที่:

• สารละลายบัฟเฟอร์
• การไทเทรต
• ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลาง

ตัวอย่าง

กรดโซลูชั่น

สารละลาย	pH
น้ำย่อยในกระเพาะอาหาร	2,0
น้ำมะนาว	2,2
น้ำส้มสายชู	3,0
กาแฟ	5,0
นมวัว	6,4

โซลูชั่นพื้นฐาน

สารละลาย	pH
เลือดมนุษย์	7,35
น้ำทะเล	7,4
โซเดียมไบคาร์บอเนต	8,4
น้ำนมแห่งแมกนีเซีย	10,5
Bleach	12,5

วิธีการคำนวณค่า pH?

ในปี 1909 นักเคมีชาวเดนมาร์ก Soren Sörensen (1868-1939) เสนอว่าความเป็นกรดของสารละลายวัดในแง่ของความเข้มข้นของไอออน H⁺มีค่าแปลงโดยใช้ลอการิทึมเพื่อให้เข้าใจ

ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำจะเท่ากับ 10^–14 โมล²/หลี่².

การใช้โคลอการิทึมในนิพจน์ เราต้อง:

ผ่านนิพจน์นี้ เราสามารถรับค่าที่สอดคล้องกันจากมาตราส่วนหนึ่งไปยังอีกมาตราส่วนผ่านการลบ

จะวัดค่า pH ได้อย่างไร?

การควบคุมค่า pH มีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญกับชีวิตประจำวันด้วย

จำเป็นต้องตรวจสอบค่า pH ของสระ เช่นเดียวกับค่า pH ของตู้ปลาและแม้แต่ค่า pH ของดินเพื่อให้สามารถปลูกพืชบางชนิดได้

ด้านล่างนี้คือวิธีหลักในการวัดค่า pH

ตัวบ่งชี้กรดเบส

ตัวบ่งชี้ที่เรียกว่ากรด-เบสใช้ในการวัดค่า pH ของสารละลาย เป็นสารที่เปลี่ยนสีซึ่งบ่งบอกถึงลักษณะของสารละลาย ตัวชี้วัดที่ใช้มากที่สุดคือ: สารสีน้ำเงินและฟีนอฟทาลีน

ตัวบ่งชี้ค่า pH

เครื่องนับก้าว

นอกจากตัวชี้วัดแล้ว ค่า pH ของสารละลายสามารถวัดได้โดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า พีโกมิเตอร์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นี้วัดค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายและแปลงเป็นมาตราส่วนของค่า pH

เครื่องวัดค่า pH แบบดิจิตอล

แบบฝึกหัดสอบเข้าพร้อมคำติชม

1. (Enem/2014) นักวิจัยพบว่าฉลากของแก้วที่เขาเก็บความเข้มข้นของเอนไซม์ย่อยอาหารนั้นอ่านไม่ออก เขาไม่รู้ว่าแก้วมีเอ็นไซม์ตัวใด แต่สงสัยว่ามันเป็นโปรตีเอสในกระเพาะอาหารซึ่งทำงานในกระเพาะอาหารโดยการย่อยโปรตีน

เมื่อรู้ว่าการย่อยอาหารในกระเพาะอาหารมีความเป็นกรดและลำไส้เป็นพื้นฐาน เขาจึงประกอบหลอดทดลองห้าหลอดกับอาหาร ต่างกันให้เติมเอ็นไซม์เข้มข้นลงในสารละลายที่มีค่า pH ที่กำหนดแล้วรอดูว่าเอ็นไซม์ทำหน้าที่ใด ๆ หรือไม่ ของพวกเขา

หลอดทดลองที่เอ็นไซม์ต้องทำหน้าที่บ่งชี้ว่าสมมติฐานของผู้วิจัยถูกต้องคือหลอดที่ประกอบด้วย:

ก) มันฝรั่งก้อนในสารละลายที่มีค่า pH = 9
b) ชิ้นเนื้อในสารละลายที่มีค่า pH = 5
c) ไข่ขาวต้มในสารละลายที่มีค่า pH = 9
d) ส่วนของเส้นก๋วยเตี๋ยวในสารละลายที่มีค่า pH = 5
e) เนยก้อนในสารละลายที่มีค่า pH = 9

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: b) ชิ้นเนื้อในสารละลายที่มีค่า pH = 5

โปรตีเอสเป็นเอนไซม์ที่ย่อยโปรตีนและเนื่องจากเป็นกระเพาะอาหารจึงทำหน้าที่ในกระเพาะอาหารซึ่ง pH เป็นกรด

การวิเคราะห์ทางเลือก เราต้อง:

ก) ผิด มันฝรั่งมีคาร์โบไฮเดรตสูงและค่า pH ของสมาธิเป็นพื้นฐาน

ข) ถูกต้อง เนื้อสัตว์มีโปรตีนและเอ็นไซม์สามารถออกฤทธิ์กับมันได้ และค่า pH ของสารเข้มข้นนั้นเป็นกรดเหมือนในกระเพาะ

ค) ผิด ค่า pH ของสมาธิเป็นพื้นฐาน

ง) ผิด พาสต้าอุดมไปด้วยคาร์โบไฮเดรต

จ) ผิด ค่า pH ของสมาธิเป็นพื้นฐาน

2. (Udesc/2009) "ฝนกรด" เป็นคำที่หมายถึงฝนจากบรรยากาศของฝนที่มีปริมาณกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกมากกว่าปกติ

สารตั้งต้นของฝนกรดมาจากแหล่งธรรมชาติ เช่น ภูเขาไฟและพืชที่เน่าเปื่อย และจากกระบวนการ การปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่เป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิง ฟอสซิล

ค่า pH ของน้ำฝนถือว่าปกติคือ 5.5 (เนื่องจากมีกรดคาร์บอนิกจากการละลายของคาร์บอนไดออกไซด์) นักเคมีที่เฝ้าติดตามพื้นที่อุตสาหกรรมระดับสูงตั้งข้อสังเกตว่า pH ของน้ำฝนอยู่ที่ 4.5

โดยพิจารณาว่าความเป็นกรดสัมพันธ์กับความเข้มข้นของ H₃โอ⁺ถูกต้องที่จะบอกว่าน้ำที่มีค่า pH 4.5 คือ:

ก) สองเท่าของพื้นฐานตามปกติ
b) เป็นกรดเป็นสองเท่าตามปกติ
c) พื้นฐานมากกว่าปกติสิบเท่า
d) เป็นกรดมากกว่าปกติสิบเท่า
จ) เป็นกรดมากกว่าปกติร้อยเท่า

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: d) เป็นกรดมากกว่าปกติสิบเท่า

ตามนิพจน์ pH = - log [H⁺] และ [H⁺] = 10^-pH, เราต้อง:

pH = 5.5

[ห้⁺] = 10^-5,5

pH = 4.5

[ห้⁺] = 10^-4,5

ความแตกต่างระหว่างค่าคือ: 10^{- 5,5 - ( - 4,5)} = 10 ^-1

เนื่องจากสเกล pH เป็นสเกลลอการิทึม การเปลี่ยนหนึ่งหน่วยจะเท่ากับสารละลายที่เป็นกรดมากกว่า 10 เท่า

3. (UFMG/2009) พิจารณาปริมาณน้ำและน้ำมะนาวผสมในแก้ว ตรวจสอบข้อความทั้งสามนี้เกี่ยวกับระบบนี้:

ผม. ระบบมีสภาพเป็นกรด
ครั้งที่สอง ค่า pH ของระบบมากกว่า 7
สาม. ในระบบความเข้มข้นของ H ไอออน⁺ ใหญ่กว่าOH^–.

จากการวิเคราะห์นี้ เป็นการถูกต้องที่จะระบุว่า:

ก) เฉพาะข้อความ I และ II เท่านั้นที่ถูกต้อง
b) เฉพาะข้อความ I และ III เท่านั้นที่ถูกต้อง
c) เฉพาะข้อความ II และ III เท่านั้นที่ถูกต้อง
ง) ทั้งสามข้อความถูกต้อง

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: b) เฉพาะข้อความ I และ III เท่านั้นที่ถูกต้อง

ผม. แก้ไข มะนาวมีกรดซิตริก ซึ่งในสารละลายจะปล่อย H ไอออน⁺ ดังนั้นระบบจึงเป็นกรด

ครั้งที่สอง ไม่ถูกต้อง. ค่าความเป็นกรด - ด่างน้อยกว่า 7 ซึ่งแสดงถึงลักษณะเฉพาะของระบบที่เป็นกรด: ยิ่ง pH ของสารละลายเข้าใกล้ 0 ยิ่งมีความเป็นกรดมากขึ้น

สาม. แก้ไข ค่า pH ที่เป็นกรดเป็นผลมาจากความเข้มข้นสูงของไอออน H⁺ ในสารละลาย เนื่องจาก pH = - log [H⁺].

สำหรับคำถามเพิ่มเติมพร้อมวิธีแก้ไขโดยแสดงความคิดเห็น โปรดตรวจสอบ:แบบฝึกหัดเกี่ยวกับ pH และ pOH.