Definícia pH a rovnica v chémii

pH je mierou vodík ion sústredenie, opatrenie kyslosť alebo zásaditosť z a Riešenie. Stupnica pH sa zvyčajne pohybuje od 0 do 14. Vodné roztoky pri 25 ° C s pH nižším ako 7 sú kyslé, zatiaľ čo tie s pH vyšším ako 7 sú zásadité alebo alkalický. Hladina pH 7,0 pri 25 ° C je definované ako „neutrálne" pretože sústredenie H₃O⁺ sa rovná koncentrácii OH⁻ v čistej vode. Mohli by mať veľmi silné kyseliny negatívne pH, zatiaľ čo veľmi silné zásady môžu mať pH vyššie ako 14.

Rovnica pre výpočet pH navrhol v roku 1909 dánsky biochemik Søren Peter Lauritz Sørensen:

pH = -log [H⁺]

kde log je logaritmus základne 10 a [H⁺] znamená koncentráciu vodíkových iónov v jednotkách mólov na liter roztoku. Termín „pH“ pochádza z nemeckého slova „potenz“, čo znamená „sila“ v spojení s H, prvkom symbolu pre vodík, takže pH je skratka pre „silu vodíka“.

Každý deň pracujeme s mnohými kyselinami (nízke pH) a zásadami (vysoké pH). Príklady hodnôt pH laboratórnych chemikálií a výrobkov pre domácnosť zahŕňajú:

0: kyselina chlorovodíková
2,0: citrónová šťava
2.2: ocot
4.0: víno
7.0: čistá voda (neutrálna)
7.4: ľudská krv
13,0: lúh
14,0: hydroxid sodný

pH má význam iba vo vodnom roztoku (vo vode). Mnoho chemikálií, vrátane tekutín, nemá hodnoty pH. Ak nie je voda, neexistuje pH. Napríklad neexistuje hodnota pH pre zeleninový olej, benzín alebo čistý alkohol.

Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie (IUPAC) má mierne odlišnú stupnicu pH založenú na elektrochemických meraniach štandardného tlmivého roztoku. Definícia v zásade používa rovnicu:

pH = -log a_{H +}

kde_{H +} znamená vodíkovú aktivitu, čo je účinná koncentrácia vodíkových iónov v roztoku. To sa môže mierne líšiť od skutočnej koncentrácie. Stupnica IUPAC pH tiež obsahuje termodynamické faktory, ktoré môžu ovplyvňovať pH.

Pre väčšinu situácií postačuje štandardná definícia pH.

Hrubé meranie pH sa môže vykonať pomocou lakmusový papier alebo iný typ pH papiera, o ktorom je známe, že mení farby okolo určitej hodnoty pH. Väčšina ukazovateľov a dokladov o pH je užitočná iba na zistenie, či je látka kyslá alebo zásaditá alebo na identifikáciu pH v úzkom rozmedzí. Univerzálny indikátor je zmesou indikátorových roztokov určených na zmenu farby v rozmedzí pH 2 až 10.

Presnejšie merania sa vykonávajú pomocou primárnych štandardov na kalibráciu sklenenej elektródy a pH metra. Elektróda pracuje tak, že meria rozdiel potenciálu medzi vodíkovou elektródou a štandardnou elektródou. Príkladom štandardnej elektródy je chlorid strieborný.

pH sa používa v každodennom živote, ako aj vo vede a priemysle. Používa sa pri varení (napr. Pri reakcii práškového pečiva a kyseliny na zvyšovanie pečiva), pri navrhovaní koktailov, v čistiacich prostriedkoch a pri konzervácii potravín. Je dôležitý pri údržbe bazénov a pri čistení vody, poľnohospodárstve, medicíne, chémii, strojárstve, oceánografii, biológii a ďalších vedách.