ค่า pH สอดคล้องกับศักยภาพไฮโดรเจนของสารละลาย ถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน (H+) และทำหน้าที่วัดระดับความเป็นกรด ความเป็นกลาง หรือความเป็นด่างของสารละลายที่กำหนด
นอกจากค่า pH แล้ว ยังมีอีกปริมาณหนึ่งที่กำหนดความเป็นกรดและความเป็นด่างของระบบน้ำ: pOH (ศักย์ไฮดรอกซีไลออนิก) มาตราส่วนนี้มีฟังก์ชันเหมือนกับค่า pH แม้ว่าจะใช้งานน้อยก็ตาม
มาตราส่วน 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
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
เครื่องนับก้าว
นอกจากตัวชี้วัดแล้ว ค่า pH ของสารละลายสามารถวัดได้โดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า พีโกมิเตอร์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นี้วัดค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายและแปลงเป็นมาตราส่วนของค่า pH
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
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
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
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.