Definicija in enačba pH v kemiji

pH je merilo vodik ion koncentracija, ukrep za kislost ali alkalnost od a rešitev. PH lestvica se običajno giblje med 0 in 14. Vodne raztopine pri 25 ° C s pH manjšim od 7 so kisla, medtem ko so tisti, katerih pH je večji od 7, bazični oz alkalna. Raven pH 7,0 pri 25 ° C je opredeljeno kot "nevtralen" zaradi koncentracija od H₃O⁺ enako koncentraciji OH⁻ v čisti vodi. Lahko imajo zelo močne kisline negativni pH, medtem ko ima lahko zelo močna podlaga pH večji od 14.

Enačba za izračun pH je leta 1909 predlagal danski biokemik Søren Peter Lauritz Sørensen:

pH = -log [H⁺]

kjer je log logaritem osnove 10 in [H⁺] pomeni koncentracijo vodikovih ionov v enotah molov na liter raztopine. Izraz "pH" izvira iz nemške besede "potenz", kar pomeni "moč", v kombinaciji s H, element elementa za vodik, zato je pH okrajšava za "moč vodika."

Vsak dan delamo s številnimi kislinami (nizek pH) in bazami (visok pH). Primeri pH vrednosti laboratorijskih kemikalij in gospodinjskih izdelkov vključujejo:

0: klorovodikova kislina
2,0: limonin sok
2.2: kis
4,0: vino
7.0: čista voda (nevtralno)
7.4: človeška kri
13,0: lužina
14,0: natrijev hidroksid

pH ima pomen le v vodni raztopini (v vodi). Veliko kemikalij, tudi tekočin, nima pH vrednosti. Če ni vode, ni pH. Na primer, ni pH vrednosti za rastlinsko olje, bencin ali čisti alkohol.

Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo (IUPAC) ima nekoliko drugačno lestvico pH, ki temelji na elektrokemijskih meritvah standardne puferske raztopine. V bistvu definicija uporablja enačbo:

pH = -log a_{H +}

kje_{H +} pomeni vodikovo aktivnost, ki je učinkovita koncentracija vodikovih ionov v raztopini. To se lahko nekoliko razlikuje od prave koncentracije. Lestvica pH IUPAC vključuje tudi termodinamične faktorje, ki lahko vplivajo na pH.

V večini primerov zadostuje standardna definicija pH.

Z grobo meritvijo pH lahko opravimo z uporabo lakmusov papir ali drugo vrsto pH papirja, za katerega je znano, da spreminja barve okoli določene pH vrednosti. Večina indikatorjev in pH papirjev je koristna samo za ugotovitev, ali je snov kislina ali baza, ali za določanje pH v ozkem območju. Univerzalni indikator je mešanica indikatorskih raztopin, katerih namen je zagotoviti barvno spremembo v območju od 2 do 10.

Natančnejše meritve se izvedejo s primarnimi standardi za umerjanje steklene elektrode in pH metra. Elektroda deluje tako, da meri potencialno razliko med vodikovo elektrodo in standardno elektrodo. Primer standardne elektrode je srebrni klorid.

pH se uporablja tako v vsakdanjem življenju kot tudi v znanosti in industriji. Uporablja se pri kuhanju (npr. Reagiranje pecilnega praška in kisline, da se pekovski izdelki dvignejo), za oblikovanje koktajlov, čistil in konzerviranje hrane. Pomembno je pri vzdrževanju bazenov in čiščenju vode, kmetijstvu, medicini, kemiji, inženiringu, oceanografiji, biologiji in drugih znanostih.