Så här beräknar du pH-värden

pH är ett mått på hur sur eller basisk en kemisk lösning är. De pH skalan går från 0 till 14 - ett värde av sju anses vara neutralt, mindre än sju sura och större än sju basiska.

pH är den negativa basen 10 logaritm ("log" på en räknare) för vätejonkoncentrationen i en lösning. För att beräkna det, ta loggen för en given vätejonkoncentration och vänd skylten. Se mer information om pH-formeln nedan.

Här är en mer ingående granskning av hur man beräknar pH och vad pH betyder med avseende på vätejonkoncentration, syror och baser.

Det finns flera sätt att definiera syror och baser, men pH avser specifikt bara väte Jon koncentration och tillämpas på vattenhaltig (vattenbaserade) lösningar. När vatten dissocieras ger det en vätejon och en hydroxid. Se den kemiska ekvationen nedan.

H₂O ↔ H⁺ + OH^-

Kom ihåg att [] hänvisar till när du beräknar pH molaritet, M. Molaritet uttrycks i enheter av mol löst ämne per liter lösning. Om du får det koncentration i någon annan enhet än mol (massprocent, molalitet etc.), konvertera den till molaritet för att använda pH-formeln.

Förhållandet mellan pH och molaritet kan uttryckas som:

K_w = [H⁺][ÅH^-] = 1x10^-14 vid 25 ° C
för rent vatten [H⁺] = [OH^-] = 1x10^-7

• K_w är dissociationskonstanten för vatten
• Syralösning: [H⁺]> 1x10^-7
• Grundläggande lösning: [H⁺] <1x10^-7

Jämviktsekvationen ger följande formel för pH:

pH = -log₁₀[H⁺]
[H⁺] = 10^-pH

Med andra ord är pH den negativa loggen för den molära vätejonkoncentrationen eller den molära vätejonkoncentrationen är lika med 10 till kraften hos det negativa pH-värdet. Det är enkelt att göra denna beräkning på alla vetenskaplig miniräknare eftersom ofta än inte har dessa en "logg" -knapp. Detta är inte samma sak som "ln" -knappen, som hänvisar till den naturliga logaritmen.

Du kan enkelt använda ett pH-värde för beräkna pOH om du kommer ihåg:

pH + pOH = 14

Detta är särskilt användbart om du uppmanas att hitta pH på en bas eftersom du vanligtvis löser för pOH snarare än pH.

Prova dessa provproblem för att testa din kunskap om pH.

Beräkna pH för en specifik [H⁺]. Beräkna pH angivet [H⁺] = 1,4 x 10^-5 M

Svar:

pH = -log₁₀[H⁺]
pH = -log₁₀(1,4 x 10)^-5)
pH = 4,85

Beräkna [H⁺] från ett känt pH. Hitta [H⁺] om pH = 8,5

Svar:

[H⁺] = 10^-pH
[H⁺] = 10^-8.5
[H⁺] = 3,2 x 10^-9 M

Hitta pH om H⁺ koncentrationen är 0,0001 mol per liter.

Här hjälper det att skriva om koncentrationen till 1,0 x 10^-4 M eftersom detta gör formeln: pH = - (- 4) = 4. Eller så kan du bara använda en kalkylator för att ta loggen. Detta ger dig:

Svar:

pH = - log (0,0001) = 4

Vanligtvis får du inte vätejonkoncentrationen i ett problem utan måste hitta den från en kemisk reaktion eller syrakoncentration. Enkelheten i detta beror på om du har en stark syra eller a svag syra. De flesta problem som ber om pH är för starka syror eftersom de helt dissocierar till sina joner i vatten. Å andra sidan dissocierar svaga syror endast delvis, så vid jämvikt innehåller en lösning både den svaga syran och jonerna i vilka de dissocieras.

Hitta pH i en 0,03 M-lösning av saltsyra, HCl.

Kom ihåg att saltsyra är en stark syra som dissocierar enligt ett molförhållande på 1: 1 i vätekationer och klorjonjoner. Så koncentrationen av vätejoner är exakt densamma som koncentrationen av syralösningen.

Svar:

[H⁺ ] = 0,03 M

pH = - log (0,03)
pH = 1,5

När du utför pH-beräkningar ska du alltid se till att dina svar är vettiga. En syra bör ha ett pH som är mycket mindre än sju (vanligtvis en till tre) och en bas bör ha ett högt pH-värde (vanligtvis cirka 11 till 13). Det är teoretiskt möjligt att beräkna ett negativt pH, pH-värden bör vara mellan 0 och 14 i praktiken. Detta innebär att ett pH som är högre än 14 indikerar ett fel antingen vid inställning av beräkningen eller själva beräkningen.