Der pH-Wert ist ein Maß dafür, wie sauer oder basisch eine chemische Lösung ist. Das pH Die Skala reicht von 0 bis 14 - ein Wert von sieben wird als neutral, weniger als sieben sauer und größer als sieben basisch angesehen.
Der pH-Wert ist der Logarithmus der negativen Base 10 ("log" auf einem Taschenrechner) der Wasserstoffionenkonzentration einer Lösung. Um dies zu berechnen, nehmen Sie das Protokoll einer bestimmten Wasserstoffionenkonzentration und kehren Sie das Vorzeichen um. Weitere Informationen zur pH-Formel finden Sie unten.
Hier finden Sie eine ausführlichere Übersicht über die Berechnung des pH-Werts und Was pH bedeutet in Bezug auf Wasserstoffionenkonzentration, Säuren und Basen.
Überprüfung der Säuren und Basen
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Säuren und Basen zu definieren, aber der pH-Wert bezieht sich speziell nur auf Wasserstoff Ion Konzentration und wird angewendet auf wässrig (wasserbasierte) Lösungen. Wenn Wasser dissoziiert, entstehen ein Wasserstoffion und ein Hydroxid. Siehe diese chemische Gleichung unten.
H.2O ↔ H.+ + OH-
Denken Sie bei der Berechnung des pH-Werts daran, dass sich [] auf bezieht Molarität, M. Die Molarität wird in Moleinheiten gelösten Stoffes pro Liter Lösung ausgedrückt. Wenn du gegeben bist Konzentration in jeder anderen Einheit als Mol (Massenprozent, Molalität usw.) in Molarität umwandeln, um die pH-Formel zu verwenden.
Die Beziehung zwischen pH und Molarität kann ausgedrückt werden als:
K.w = [H.+][OH-] = 1x10-14 bei 25 ° C.
für reines Wasser [H.+] = [OH-] = 1x10-7
- K.w ist die Dissoziationskonstante von Wasser
- Saure Lösung: [H.+]> 1x10-7
- Grundlösung: [H.+] <1x10-7
Berechnung des pH-Werts und von [H +]
Die Gleichgewichtsgleichung ergibt die folgende Formel für den pH:
pH = -log10[H.+]
[H.+] = 10-pH
Mit anderen Worten ist der pH-Wert das negative Protokoll der molaren Wasserstoffionenkonzentration oder die molare Wasserstoffionenkonzentration gleich 10 gleich der Potenz des negativen pH-Werts. Es ist einfach, diese Berechnung für jeden durchzuführen Wissenschaftlicher Taschenrechner weil diese meistens eine "Protokoll" -Schaltfläche haben. Dies ist nicht dasselbe wie die Schaltfläche "ln", die sich auf den natürlichen Logarithmus bezieht.
pH und pOH
Sie können leicht einen pH-Wert verwenden, um pOH berechnen wenn Sie sich erinnern:
pH + pOH = 14
Dies ist besonders nützlich, wenn Sie nach dem pH-Wert einer Base gefragt werden, da Sie normalerweise nach dieser Lösung suchen pOH eher als pH.
Beispiel für Berechnungsprobleme
Probieren Sie diese Beispielprobleme aus, um Ihr Wissen über den pH-Wert zu testen.
Beispiel 1
Berechnen Sie den pH-Wert für eine bestimmte [H.+]. Berechnen Sie den angegebenen pH-Wert [H.+] = 1,4 x 10-5 M.
Antworten:
pH = -log10[H.+]
pH = -log10(1,4 x 10-5)
pH = 4,85
Beispiel 2
Berechnen Sie [H.+] von einem bekannten pH. Finde [H.+] wenn pH = 8,5
Antworten:
[H.+] = 10-pH
[H.+] = 10-8.5
[H.+] = 3,2 x 10-9 M.
Beispiel 3
Finden Sie den pH-Wert, wenn der H.+ Die Konzentration beträgt 0,0001 Mol pro Liter.
Hier hilft es, die Konzentration als 1,0 x 10 umzuschreiben-4 M, weil dies die Formel ergibt: pH = - (- 4) = 4. Oder Sie können einfach einen Taschenrechner verwenden, um das Protokoll zu erstellen. Dies gibt Ihnen:
Antworten:
pH = - log (0,0001) = 4
Normalerweise wird die Wasserstoffionenkonzentration in einem Problem nicht angegeben, sondern muss aus einer chemischen Reaktion oder Säurekonzentration ermittelt werden. Die Einfachheit hängt davon ab, ob Sie eine haben starke Säure oder ein schwache Säure. Die meisten Probleme, die nach dem pH-Wert fragen, betreffen starke Säuren, da sie im Wasser vollständig in ihre Ionen dissoziieren. Schwache Säuren dissoziieren dagegen nur teilweise, so dass eine Lösung im Gleichgewicht sowohl die schwache Säure als auch die Ionen enthält, in die sie dissoziiert.
Beispiel 4
Finden Sie den pH-Wert einer 0,03 M Salzsäurelösung, HCl.
Denken Sie daran, Salzsäure ist eine starke Säure, die gemäß einem Molverhältnis von 1: 1 in Wasserstoffkationen und Chloridanionen dissoziiert. Die Konzentration der Wasserstoffionen entspricht also genau der Konzentration der Säurelösung.
Antworten:
[H.+ ] = 0,03 M.
pH = - log (0,03)
pH = 1,5
Überprüfe deine Arbeit
Stellen Sie bei pH-Berechnungen immer sicher, dass Ihre Antworten sinnvoll sind. Eine Säure sollte einen pH-Wert von viel weniger als sieben (normalerweise eins bis drei) und eine Base einen hohen pH-Wert (normalerweise etwa 11 bis 13) haben. Während es theoretisch möglich ist Berechnen Sie einen negativen pH-WertIn der Praxis sollten die pH-Werte zwischen 0 und 14 liegen. Dies bedeutet, dass ein pH-Wert über 14 einen Fehler beim Einrichten der Berechnung oder der Berechnung selbst anzeigt.