Co to jest pH i co mierzy?

David Gould / Getty Images

pH jest logarytmiczną miarą stężenia jonów wodorowych an roztwór wodny pH = -log[H⁺] gdzie log jest logarytmem o podstawie 10, a [H⁺] to stężenie jonów wodorowych w molach na litr

pH opisuje, jak kwaśny lub zasadowy jest roztwór wodny, gdzie pH poniżej 7 jest kwaśne, a pH większe niż 7 jest zasadowe. pH 7 jest uważane za neutralne (np. czysta woda). Zazwyczaj wartości pH wahają się od 0 do 14, choć bardzo silne kwasy może mieć ujemne pH , podczas gdy bardzo mocne podstawy może mieć pH przekraczające 14.

Termin „pH” został po raz pierwszy opisany przez duńskiego biochemika Sørena Petera Lauritza Sørensena w 1909 roku. pH to skrót od „moc wodoru”, gdzie „p” jest skrótem od niemieckiego słowa oznaczającego moc, moc a H ​​jest symbolem pierwiastka wodoru.

Dlaczego pomiary pH są ważne

Na reakcje chemiczne w wodzie wpływa kwasowość lub zasadowość roztworu. Jest to ważne nie tylko w laboratorium chemicznym, ale także w przemyśle, kuchni i medycynie. pH jest dokładnie regulowane w ludzkich komórkach i krwi. Normalny zakres pH dla krwi wynosi od 7,35 do 7,45. Odchylenie nawet o jedną dziesiątą jednostki pH może być śmiertelne. pH gleby jest ważne dla kiełkowania i wzrostu roślin. Kwaśne deszcze powodowane przez zanieczyszczenia naturalne i wytworzone przez człowieka zmieniają kwasowość gleby i wody, wpływając w znacznym stopniu na organizmy żywe i inne procesy. W gotowaniu zmiany pH są wykorzystywane w pieczeniu i warzeniu. Ponieważ wiele reakcji w życie codzienne mają wpływ pH, warto wiedzieć, jak je obliczyć i zmierzyć.

Jak mierzy się pH?

Istnieje wiele metod pomiar pH .

• Najpopularniejszą metodą jest pH-metr, który składa się z elektrody czułej na pH (zwykle wykonanej ze szkła) i elektrody odniesienia.
• Wskaźniki kwasowo-zasadowe zmieniają kolor w odpowiedzi na różne wartości pH. Papierki lakmusowe i papierki pH służą do szybkich, stosunkowo nieprecyzyjnych pomiarów. Są to paski papieru, które zostały poddane działaniu wskaźnika.
• Do pomiaru pH próbki można użyć kolorymetru. Fiolkę napełnia się próbką i dodaje się odczynnik w celu wywołania zmiany koloru zależnej od pH. Kolor jest porównywany z wykresem lub standardem w celu określenia wartości pH.

Problemy z pomiarem ekstremalnego pH

W warunkach laboratoryjnych można spotkać roztwory skrajnie kwaśne i zasadowe. Górnictwo to kolejny przykład sytuacji, w której mogą powstawać niezwykle kwaśne roztwory wodne. Do pomiaru ekstremalności należy zastosować specjalne techniki wartości pH poniżej 2,5 i powyżej około 10,5, ponieważ prawo Nernsta nie jest dokładne w tych warunkach, gdy używane są elektrody szklane. Zmienność siły jonowej wpływa na potencjały elektrod . Można użyć specjalnych elektrod, w przeciwnym razie należy pamiętać Pomiary pH nie będą tak dokładne, jak w przypadku zwykłych rozwiązań.