Oto jak obliczyć wartości pH

pH jest miarą kwasowości lub zasadowości roztworu chemicznego. The pH skala przebiega od 0 do 14 - wartość siedem jest uważana za neutralną, mniej niż siedem kwasową i większą niż siedem zasadową.

pH jest logarytmem ujemnej zasady 10 („log” na kalkulatorze) stężenia jonów wodoru w roztworze. Aby to obliczyć, weź log danego stężenia jonów wodoru i odwróć znak. Zobacz więcej informacji o formule pH poniżej.

Oto bardziej szczegółowy przegląd sposobu obliczania pH i co oznacza pH w odniesieniu do stężenia jonów wodoru, kwasów i zasad.

Istnieje kilka sposobów definiowania kwasów i zasad, ale pH odnosi się wyłącznie do wodoru jon koncentracja i jest stosowana do wodny rozwiązania (na bazie wody). Gdy woda dysocjuje, powstaje jon wodoru i wodorotlenek. Zobacz to równanie chemiczne poniżej.

H.₂O ↔ H⁺ + OH^-

Przy obliczaniu pH pamiętaj, że [] odnosi się do molarność, M. Molarność wyraża się w jednostkach moli substancji rozpuszczonej na litr roztworu. Jeśli otrzymasz stężenie w dowolnej innej jednostce

Zależność między pH a molarnością można wyrazić jako:

K._w = [H⁺][O^-] = 1x10^-14 w 25 ° C
dla czystej wody [H⁺] = [OH^-] = 1x10^-7

• K._w jest stałą dysocjacji wody
• Roztwór kwasowy: [H⁺]> 1x10^-7
• Podstawowe rozwiązanie: [H⁺] <1x10^-7

Równanie równowagi daje następujący wzór dla pH:

pH = -log₁₀[H⁺]
[H⁺] = 10^-pH

Innymi słowy, pH jest logarytmem ujemnym stężenia molowego jonu wodoru lub stężenie molowego jonu wodoru wynosi 10 do mocy ujemnej wartości pH. Obliczenia te można łatwo wykonać na dowolnym Kalkulator naukowy ponieważ najczęściej mają one przycisk „log”. To nie to samo, co przycisk „ln”, który odnosi się do logarytmu naturalnego.

Możesz łatwo użyć wartości pH do obliczyć pOH jeśli pamiętasz:

pH + pOH = 14

Jest to szczególnie przydatne, gdy zostaniesz poproszony o znalezienie pH zasady, ponieważ zwykle się rozwiązujesz pOH zamiast pH.

Wypróbuj te przykładowe problemy, aby sprawdzić swoją wiedzę na temat pH.

Obliczyć pH dla określonego [H⁺]. Oblicz podane pH [H⁺] = 1,4 x 10^-5 M.

Odpowiedź:

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

Oblicz [H⁺] od znanego pH. Znajdź [H⁺] jeśli pH = 8,5

Odpowiedź:

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

Znajdź pH, jeśli H⁺ stężenie wynosi 0,0001 mola na litr.

Tutaj pomaga przepisać koncentrację na 1,0 x 10^-4 M, ponieważ tworzy to wzór: pH = - (- 4) = 4. Lub możesz po prostu użyć kalkulatora, aby wziąć dziennik. To daje ci:

Odpowiedź:

pH = - log (0,0001) = 4

Zwykle nie podaje się stężenia jonów wodorowych jako problemu, ale trzeba je znaleźć na podstawie reakcji chemicznej lub stężenia kwasu. Prostota tego zależy od tego, czy masz silny kwas lub a słaby kwas. Większość problemów z pytaniem o pH dotyczy mocnych kwasów, ponieważ całkowicie dysocjują na jony w wodzie. Z drugiej strony słabe kwasy tylko częściowo dysocjują, więc w równowadze roztwór zawiera zarówno słaby kwas, jak i jony, w których dysocjuje.

Znajdź pH 0,03 M roztworu kwasu chlorowodorowego, HCl.

Pamiętaj, że kwas chlorowodorowy jest silnym kwasem, który dysocjuje zgodnie ze stosunkiem molowym 1: 1 do kationów wodoru i anionów chlorkowych. Tak więc stężenie jonów wodorowych jest dokładnie takie samo jak stężenie roztworu kwasu.

Odpowiedź:

[H⁺ ] = 0,03 M.

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

Podczas wykonywania obliczeń pH zawsze upewnij się, że twoje odpowiedzi mają sens. Kwas powinien mieć pH znacznie mniejsze niż siedem (zwykle jeden do trzech), a zasada powinna mieć wysoką wartość pH (zwykle około 11 do 13). Chociaż teoretycznie jest to możliwe obliczyć ujemne pH, w praktyce wartości pH powinny wynosić od 0 do 14. Oznacza to, że pH wyższe niż 14 wskazuje na błąd w konfiguracji obliczenia lub w samym obliczeniu.