Определение pH и уравнение в химии

pH – это мера концентрации ионов водорода, мера кислотности или щелочности раствора. Шкала pH обычно находится в диапазоне от 0 до 14. Водные растворы при 25 ° C и pH менее 7 являются кислыми, а растворы с pH более 7 – щелочными или щелочными. Уровень pH 7,0 при 25 ° C определяется как «нейтральный», поскольку концентрация H 3 O + равна концентрации OH в чистой воде. Очень сильные кислоты могут иметь отрицательный pH, тогда как очень сильные основания могут иметь pH больше 14.

Уравнение pH

Уравнение для расчета pH было предложено в 1909 году датским биохимиком Сёреном Петером Лаурицем Соренсеном:

pH = -log [H + ]

где log – десятичный логарифм, а [H + ] обозначает концентрацию ионов водорода в молях на литр раствора. Термин «pH» происходит от немецкого слова «Potenz», что означает «мощность», в сочетании с H, символом элемента для водорода, поэтому pH – это сокращение от «мощности водорода».

Примеры значений pH обычных химических веществ

Мы ежедневно работаем со многими кислотами (низкий pH) и щелочами (высокий pH). Примеры значений pH лабораторных химикатов и бытовых товаров включают:

0: соляная кислота
2,0: лимонный сок
2,2: уксус
4,0: вино
7,0: чистая вода (нейтральная)
7,4: человеческая кровь
13,0: щелочь
14,0: гидроксид натрия

Не все жидкости имеют значение pH

pH имеет значение только в водном растворе (в воде). Многие химические вещества, в том числе жидкости, не имеют значений pH. Если нет воды, нет и pH. Например, не существует значения pH для растительного масла, бензина или чистого спирта.

Определение pH по ИЮПАК

Международный союз чистой и прикладной химии (IUPAC) имеет немного другую шкалу pH, основанную на электрохимических измерениях стандартного буферного раствора. По сути, в определении используется уравнение:

pH = -log a H +

, где H + обозначает активность водорода, которая представляет собой эффективную концентрацию ионов водорода в растворе. Это может немного отличаться от истинной концентрации. Шкала pH IUPAC также включает термодинамические факторы, которые могут влиять на pH.

Для большинства ситуаций достаточно стандартного определения pH.

Как измеряется pH

Грубые измерения pH могут быть выполнены с использованием лакмусовой бумаги или другого типа pH-бумаги, который, как известно, меняет цвет около определенного значения pH. Большинство индикаторов и индикаторов pH полезны только для определения того, является ли вещество кислотой или основанием, или для определения pH в узком диапазоне. Универсальный индикатор – это смесь индикаторных растворов, предназначенная для изменения цвета в диапазоне pH от 2 до 10..

Более точные измерения выполняются с использованием первичных стандартов для калибровки стеклянного электрода и pH-метра. Электрод работает путем измерения разности потенциалов между водородным электродом и стандартным электродом. Примером стандартного электрода является хлорид серебра.

Использование pH

pH используется как в повседневной жизни, так и в науке. и промышленность. Его используют в кулинарии (например, при взаимодействии разрыхлителя и кислоты, чтобы выпечка поднималась), для создания коктейлей, в чистящих средствах и при консервировании продуктов. Это важно для обслуживания бассейнов и очистки воды, сельского хозяйства, медицины, химии, инженерии, океанографии, биологии и других наук.

Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий