Коли ми говоримо про рН, ми маємо на увазі гідрогенний потенціал розчину, тобто кількість катіонів гідронію (H+ або H3О+), які дисперговані у розчиннику розчину.
Катіони гідронію добре відомі завдяки визначенню, запропонованому вченим Археній для кислоти. Цей учений стверджує, що кислота чи здатна кожна речовина іонізувати і утворюють іони гідронію у водному середовищі.
Рівняння кислотної іонізації
скорочення рН служить еталоном для визначення рівня кислотності середовища. Але протягом тривалого часу хіміки також використовували рН в якості посилання для визначення, крім кислотності, середовище є основним чи нейтральним.
Це можливо, оскільки хіміки тепер усвідомлюють, що вода зазнає самоіонізації, тобто вона утворює гідроній (H+) та гідроксиди (OH-). Таким чином, водний розчин ніколи не містить лише гідронію або гідроксиду, а обидва, як ми бачимо з наступного рівняння:
Рівняння автоіонізації води
Значення, що використовуються як еталон для рН
Значення, використані для рН відносяться до константи іонізації (кВт) води при температурі 25
ОС, що дорівнює 10-14. При цій температурі концентрації гідронію та гідроксид-іонів, що утворюються водою, абсолютно рівні, тобто 10-7 моль / л.[H+] = [ОН-]= 10-7
З цього посилання значення рН коливаються від 0 до 14.
Формули для розрахунку рН
а) Розрахунок за концентрацією в моль / л катіонів гідронію
Розрахунок значення рН можна проводити безпосередньо, якщо ми знаємо концентрацію гідроній ([H+]). Подивіться:
pH = -log [H+]
або
10-pH = [H+]
б) Розрахунок за концентрацією гідроксид-аніонів (OH-)
pOH = -log [OH-]
або
10-pOH = [ОН-]
Після обчислення значення pOH вам потрібно використовувати його в наступному виразі для визначення значення pH.
pH + pOH = 14
Інтерпретація значень рН
Знаючи значення рН, ми можемо визначити, чи має розчин, про який йде мова, кислий, основний чи нейтральний характер. Для цього просто використовуйте такі схематичні відносини:
Для значень рН нижче 7 = кисле середовище;
Для рН зі значенням, рівним 7 = нейтральне середовище;
Для значень рН вище 7 = основне середовище.
Приклади
1-й приклад: Знаючи, що концентрація катіонів гідронію в розчині становить 2,10-4 моль / л, яким має бути значення рН цього розчину?
Для визначення значення рН розчину за концентрацією гідроній (Н+), 2.10-4 моль / л, ми повинні використовувати такий вираз:
pH = -log [H+]
рН = -log [2.10-4 ]
pH = - (log 2 + log 10-4)
рН = -log2 - log10-4
pH = –log 2 - 4.log 10
рН = –0,3 + 4. (1)
рН = -0,3 + 4
рН = 3,7
2-й приклад: Розчин, утворений певною розчиненою речовиною, має концентрацію гідроксид-іонів, рівну 10-11 моль / л. За цією концентрацією можна сказати, що рН цього розчину коштує скільки?
Для визначення значення рН розчину за концентрацією гідроксиду, 10-11 моль / л, ми повинні зробити наступне:
1О Крок: розрахувати значення pOH.
10-pOH = [ОН-]
10-pOH = 10-11
Ми повинні помножити вираз на -1, оскільки pOH завжди є позитивним невідомим.
-pOH = -11. (- 1)
pOH = 11
2О Крок: розрахувати значення рН.
pH + pOH = 14
рН + 11 = 14
рН = 14-11
рН = 3
Мені Діого Лопес Діас
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ph.htm