pH

Με μια ματιά

Ορίζεις το pH ως τον αρνητικό δεκαδικό λογάριθμο της αριθμητικής τιμής της συγκέντρωσης των ιόντων οξωνίου: $\ph=-\log_{10}\conc{\chem{H_3O^+}}$. Ελέγχεις ότι η συγκέντρωση είναι θετική και πεπερασμένη. Χρησιμοποιείς τον ορισμό για να υπολογίζεις το pH υδατικών διαλυμάτων. Μόνο στους 25 °C, με ιοντικό γινόμενο του νερού ίσο με 10⁻¹⁴, χρησιμοποιείς ότι pH συν pOH ίσον 14 και ότι το ουδέτερο pH είναι 7.

2Κεντρική ιδέα

Ορίζεις το pH ως τον αρνητικό δεκαδικό λογάριθμο της αριθμητικής τιμής της συγκέντρωσης των ιόντων οξωνίου:

Ελέγχεις πρώτα ότι η συγκέντρωση είναι θετική και πεπερασμένη, ώστε να ορίζεται ο λογάριθμος. Συνδέεις τις συγκεντρώσεις των ιόντων οξωνίου και υδροξειδίου με το ιοντικό γινόμενο του νερού:

Στους

χρησιμοποιείς:

και:

Σε ουδέτερο υδατικό διάλυμα εξισώνεις τις συγκεντρώσεις των ιόντων οξωνίου και υδροξειδίου. Θέτεις το ουδέτερο pH ίσο με 7 μόνο στους 25 °C με αυτή τη σύμβαση. Δεν περιορίζεις κάθε τιμή pH στο διάστημα από 0 έως 14 χωρίς πρόσθετες συνθήκες συγκέντρωσης και θερμοκρασίας.

3Άμεσος υπολογισμός pH

Δουλεύεις στους 25 °C με υδατικό διάλυμα στο οποίο η συγκέντρωση των ιόντων οξωνίου είναι $1,0\cdot10^{-4}$ mol ανά λίτρο.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

1. Δείξε το βήμα 1

   Ελέγχεις ότι η δοσμένη συγκέντρωση είναι θετική και πεπερασμένη, άρα μπορείς να χρησιμοποιήσεις λογάριθμο.

2. Δείξε το βήμα 2

   Αντικαθιστάς την αριθμητική τιμή της συγκέντρωσης στον ορισμό:

   $$\ph=-\log_{10}(1.0\cdot10^{-4})$$
3. Δείξε το βήμα 3

   Υπολογίζεις τον λογάριθμο και βρίσκεις:

   $$\ph=4$$

4Ερώτηση επιλογής για καθαρό νερό

Σε ερώτηση επιλογής εξετάζεις καθαρό νερό στους 25 °C και επιλέγεις για το pH μία από τις τιμές 6, 7 και 8.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

1. Δείξε το βήμα 1

   Εξισώνεις τις συγκεντρώσεις των ιόντων οξωνίου και υδροξειδίου, επειδή εξετάζεις καθαρό νερό:

   $$\conc{\chem{H_3O^+}}=\conc{\chem{OH^-}}$$
2. Δείξε το βήμα 2

   Χρησιμοποιείς την τιμή του ιοντικού γινομένου του νερού στους 25 °C και κρατάς τη θετική συγκέντρωση:

   $$\conc{\chem{H_3O^+}}=\conc{\chem{OH^-}}=10^{-7}\,\unit{mol\,L^{-1}}$$
3. Δείξε το βήμα 3

   Εφαρμόζεις τον ορισμό του pH και επιλέγεις την τιμή 7:

   $$\ph=-\log_{10}(10^{-7})=7$$

5Συχνά λάθη

• Χρησιμοποιείς το pH ίσο με 7 ως κριτήριο ουδετερότητας χωρίς να έχεις τη συνθήκη των 25 °C.
• Βάζεις στον λογάριθμο μη θετική ή μη πεπερασμένη συγκέντρωση.
• Χρησιμοποιείς τη σχέση pH συν pOH ίσον 14 χωρίς τη συνθήκη των 25 °C και τη συγκεκριμένη τιμή του ιοντικού γινομένου του νερού.
• Περιορίζεις κάθε τιμή pH στο διάστημα από 0 έως 14 χωρίς τις αναγκαίες συνθήκες.