Definicija i jednadžba pH u kemiji

pH je mjera vodik ion koncentracija, mjera od kiselost ili alkalnost od a riješenje. PH-ljestvica obično se kreće od 0 do 14. Vodene otopine na 25 ° C s pH manjim od 7 kiseli, dok su oni s pH većim od 7 bazični ili alkalni. Razina pH od 7,0 na 25 ° C je definirano kao "neutralan" jer koncentracija od H₃O⁺ jednaka je koncentraciji OH⁻ u čistoj vodi. Vrlo jake kiseline mogu imati negativni pH, dok vrlo jake baze mogu imati pH veći od 14.

Jednadžba za izračunavanje pH predložio je 1909. danski biokemičar Søren Peter Lauritz Sørensen:

pH = -log [H⁺]

gdje je log osnovni-10 logaritam i [H⁺] označava koncentraciju vodikovih iona u jedinicama molova po litri otopine. Izraz "pH" dolazi od njemačke riječi "potenz", što znači "snaga", u kombinaciji s H, elementom elementa za vodik, pa je pH kratica za "snaga vodika".

Svakodnevno radimo s mnogim kiselinama (niski pH) i bazama (visoki pH). Primjeri pH vrijednosti laboratorijskih kemikalija i proizvoda za kućanstvo uključuju:

0: klorovodična kiselina
2,0: limunov sok
2.2: ocat
4,0: vino
7.0: čista voda (neutralna)
7.4: ljudska krv
13,0: luž
14.0: natrijev hidroksid

pH ima značenje samo u vodenoj otopini (u vodi). Mnoge kemikalije, uključujući tekućine, nemaju pH vrijednosti. Ako nema vode, nema ni pH. Na primjer, ne postoji pH vrijednost za biljno ulje, benzin ili čisti alkohol.

Međunarodna unija čiste i primijenjene kemije (IUPAC) ima nešto drugačiju pH ljestvicu koja se temelji na elektrokemijskim mjerenjima standardne puferske otopine. U osnovi, definicija koristi jednadžbu:

pH = -log a_{H +}

gdje_{H +} označava aktivnost vodika, što je efektivna koncentracija vodikovih iona u otopini. To se možda malo razlikuje od prave koncentracije. IUPAC pH skala uključuje i termodinamičke faktore, koji mogu utjecati na pH.

U većini situacija dovoljna je standardna pH definicija.

Grube mjere pH mogu se provesti pomoću lakmusov papir ili drugu vrstu pH papira za koju se zna da mijenja boju oko određene pH vrijednosti. Većina pokazatelja i pH papira korisni su samo za otkrivanje je li neka tvar kiselina ili baza ili za određivanje pH u uskom rasponu. Univerzalni indikator je mješavina indikatorskih otopina namijenjenih promjeni boje u rasponu pH od 2 do 10.

Preciznija mjerenja obavljaju se pomoću primarnih standarda za umjeravanje staklene elektrode i pH metra. Elektroda djeluje mjerenjem razlike potencijala između vodikove elektrode i standardne elektrode. Primjer standardne elektrode je srebrni klorid.

pH se koristi u svakodnevnom životu kao i u znanosti i industriji. Koristi se u kuhanju (npr. Reagiranje praška za pecivo i kiseline na način da se peciva dignu), za oblikovanje koktela, u čistačima i za očuvanje hrane. Važno je za održavanje bazena i pročišćavanje vode, poljoprivredu, medicinu, kemiju, inženjerstvo, oceanografiju, biologiju i druge znanosti.