PH apibrėžimas ir lygtis chemijoje

pH yra matas vandenilis jonų koncentracija, matas rūgštingumas arba šarmingumas a sprendimas. PH skalė paprastai svyruoja nuo 0 iki 14. Vandeniniai tirpalai esant 25 ° C temperatūrai, kai pH yra mažesnis kaip 7, yra rūgštus, o tie, kurių pH didesnis kaip 7, yra baziniai arba šarminis. PH lygis 7,0 esant 25 ° C yra apibrėžiamas kaip "neutralus" nes koncentracija iš H₃O⁺ lygus OH koncentracijai⁻ gryname vandenyje. Gali turėti labai stiprios rūgštys neigiamas pH, o labai stiprių bazių pH gali būti didesnis nei 14.

Lygtis skaičiuojant pH 1909 m. pasiūlė danų biochemikas Sørenas Peteris Lauritzas Sørensenas:

pH = -log [H⁺]

kur log yra bazinio 10 logaritmas ir [H⁺] reiškia vandenilio jonų koncentraciją moliniais vienetais litre tirpalo. Terminas „pH“ yra kilęs iš vokiško žodžio „potenz“, kuris reiškia „galia“, sujungtas su H, vandenilio elemento simboliu, taigi pH yra „vandenilio galios“ santrumpa.

Kiekvieną dieną dirbame su daugybe rūgščių (žemas pH) ir bazėmis (aukštas pH). Laboratorinių chemikalų ir buitinių gaminių pH vertės pavyzdžiai:

0: druskos rūgštis
2.0: citrinos sultys
2.2: actas
4.0: vynas
7,0: grynas vanduo (neutralus)
7.4: žmogaus kraujas
13,0: šarmas
14,0: natrio hidroksidas

pH reikšmė yra tik vandeniniame tirpale (vandenyje). Daugelis chemikalų, įskaitant skysčius, neturi pH vertės. Jei nėra vandens, nėra ir pH. Pavyzdžiui, nėra pH vertės daržovių aliejus, benzino arba gryno alkoholio.

Tarptautinė grynos ir taikomosios chemijos sąjunga (IUPAC) turi šiek tiek kitokią pH skalę, kuri pagrįsta standartinio buferinio tirpalo elektrocheminiais matavimais. Iš esmės apibrėžime naudojama lygtis:

pH = -log a_{H +}

kur_{H +} reiškia vandenilio aktyvumą, kuris yra efektyvi vandenilio jonų koncentracija tirpale. Tai gali šiek tiek skirtis nuo tikrosios koncentracijos. IUPAC pH skalė taip pat apima termodinaminius veiksnius, kurie gali turėti įtakos pH.

Daugeliu atvejų pakanka standartinio pH apibrėžimo.

Grubus pH matavimas gali būti atliekamas naudojant lakmuso popierius arba kitos rūšies pH popieriaus, kuris, kaip žinoma, keičia spalvas aplink tam tikrą pH vertę. Daugelis rodiklių ir pH dokumentų yra naudingi tik norint pasakyti, ar medžiaga yra rūgštis ar bazė, arba nustatyti pH ribiniame diapazone. Universalus indikatorius yra indikatorių tirpalų mišinys, skirtas spalvos pokyčiams, esant pH diapazonui nuo 2 iki 10.

Tikslesni matavimai atliekami naudojant pagrindinius standartus stiklo elektrodo ir pH metro kalibravimui. Elektrodas veikia matuojant potencialo skirtumą tarp vandenilio elektrodo ir standartinio elektrodo. Standartinio elektrodo pavyzdys yra sidabro chloridas.

pH naudojamas kasdieniame gyvenime, taip pat moksle ir pramonėje. Jis naudojamas gaminant maistą (pvz., Reaguojant į kepimo miltelius ir rūgštį, kad kepiniai pakiltų), gaminant kokteilius, valymo priemonėse ir konservuojant maistą. Tai svarbu baseinų priežiūros ir vandens valymo, žemės ūkio, medicinos, chemijos, inžinerijos, okeanografijos, biologijos ir kituose moksluose.