pH

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi

pH-skala, grafen viser sammenhængen mellem koncentrationen af H+-ioner (i en vandig opløsning), udtrykt i mol pr. liter, og opløsningens pH-værdi.

pH (af pondus Hydrogenii "vægt(ning) af hydrogenioner") er en værdi, der bruges til beskrivelse af en opløsnings surhedsgrad. Begrebet, der står for , blev introduceret af de danske kemikere Søren Peder Lauritz Sørensen og Johannes Nicolaus Brønsted. Et beslægtet begreb er pOH, der er værdien for en opløsnings alkalitet. En pH-værdi på 7 betyder neutralitet, mens en højere og lavere værdi indikerer hhv. basisk og sur.

[redigér] Definition

Vands protolytiske egenskaber gør følgende sandt for rent vand og fortyndede vandige opløsninger ved 25°C:

$\begin{align} & [H_{3}O^{+}]=[OH^{-}]=1,0\cdot 10^{-7}M \\ & \Downarrow \\ & [H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]=1,0\cdot 10^{-14}M^{2} \\ \end{align}$

pH defineres nu som minus logaritmen til H₃O⁺-koncentrationen, mens pOH defineres som minus logaritmen til

OH^--koncentrationen:

$\begin{align} & pH=-\log [H_{3}O^{+}] \\ & pOH=-\log [OH^{-}] \\ \end{align}$

Den førnævnte sammenhæng bliver nu interessant, hvis logaritmen tages på begge sider af lighedstegnet:

$K_{v}=[H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]\Leftrightarrow \log K_{v}=pH+pOH$

Ved 25°C må følgende naturligvis være sandt:

p H + p O H = 14,00

[redigér] pH- og pOH-værdier

pH-skalaen.

Rent vand ved 25°C har altså følgende pH-værdi:

$pH=-\log (1,0\cdot 10^{-7}M)=7,0$

Det defineres, at en opløsning kaldes neutral hvis pH er 7, den kaldes sur hvis pH er mindre end 7 og kaldes basisk hvis pH er større end 7.

	[H₃O⁺]	[OH^-]	pH-værdi	pOH-værdi
Sur opløsning	[H₃O⁺] > 1,0 · 10 ^-7	[OH^-] < 1,0 · 10 ^-7	pH < 7	pOH > 7
Neutral opløsning	[H₃O⁺] = 1,0 · 10 ^-7	[OH^-] = 1,0 · 10 ^-7	pH = 7	pOH = 7
Basisk opløsning	[H₃O⁺] < 1,0 · 10 ^-7	[OH^-] > 1,0 · 10 ^-7	pH > 7	pOH < 7

[redigér] Indikatorer og måling

Fenolftalein i basisk opløsning.

pH- og pOH-værdien af en opløsning kan måles med forskellige typer indikatorer. Dette er typisk væsker, der antager forskellige farve ved forskellige pH-værdier, såsom fenolftalein, methylorange, bromcresolgrønt,

methylrødt, bromthymolblåt, thymolblåt eller papir med imprægneret indikatorvæsker - eksempelvis lakmuspapir. Lakmuspapir antager en bestemt farve, afhængigt af pH-værdien for den opløsning, lakmuspapiret kommer i kontakt med. I dag måles pH-værdier dog med elektroder. Disse elektroder måler egentlig væskens ledningsevne, men idet den afhænger af ioners tilstedeværelse, udtrykker en væskes ledningsevne indirekte væskens pH- og pOH-værdi.

[redigér] Beregning af syrers pH

Der findes flere måder, hvorpå pH for syrer kan beregnes. For syrer er den korrekte måde:

$pH=-log\left( \frac{-K_{s}}{2}+\sqrt{\frac{K_{s}^{2}}{4}+K_{s}\cdot c_{s}} \right)$

hvor

c_s angiver den formelle koncentration af syre.

k_s angiver syreligevægtskonstanten, der kan findes som en tabelværdi og her er kan omskrives til:

$K_{s}=\frac{[H_{3}O^{+}]^{2}}{c_{s}-[H_{3}O^{+}]}$

Det viser sig dog, at man ved en række simple antagelser, der oftest er tilladelige, kan udregne, hvor stærke og svage syrer er på en lettere måde:

En syre med pK_s på under 0 kaldes en stærk syre. En stærk syres pH-værdi kan tilnærmes ved følgende formel:

$pH = -log \left ( c_s \right )$

En syre med pK_s på over 4 kaldes en svag syre. En svag syres pH-værdi kan tilnærmes ved følgende formel:

$pH = 0,5 \cdot \left ( pK_s -log \left ( c_s \right ) \right )$

Hvis man vil udregne pH i en opløsning af 0,1M saltsyre (HCl), der har en K_s-værdi på 1·10⁷M, kan det gøres på to måder:

$pH=-\log \left( \frac{-1\cdot 10^{7}M}{2}+\sqrt{\frac{\left( 1\cdot 10^{7}M \right)^{2}}{4}+1\cdot 10^{7}M\cdot 0,1M} \right)=1,0$

$pH=-\log \left( 0,1M \right)=1,0$

[redigér] Beregning af syrers pOH

Formler, som dem der findes i afsnittet "beregning af syres pH", kan også udledes for pOH. Dette gør man dog af tradition ikke, da følgende formel er tilstrækkelig, når pH kan beregnes:

$[H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]=K_{v}\Leftrightarrow pH+pOH=pK_{v}$

$\begin{align} & [H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]=1,0\cdot 10^{^{-14}}M^{2}\quad (25^{\circ }C) \\ & \Updownarrow \\ & pH+pOH=14\quad (25^{\circ }C) \\ \end{align}$

[redigér] Beregning af basers pH

Der findes flere måder, hvorpå pH for baser kan beregnes. For baser er den korrekte måde:

$pH = 14 - log \left ( \frac{-K_b}{2}+\sqrt{\frac{{K_b}^2}{4}+k_b\cdot {c_b}} \right )$

hvor

c_b angiver den formelle koncentration af base.

K_b angiver baseligevægtskonstanten, der kan findes som en tabelværdi og her kan omskrives til:

$K_{b}=\frac{[OH^{-}]^{2}}{c_{b}-[OH^{-}]}$

Det viser sig dog, at man ved en række simple antagelser, der oftest er tilladelige, kan udregn, hvor stærke og svage baser er på en lettere måde:

En stærk bases pH-værdi kan tilnærmes ved følgende formel:

$pH = 14 - ( - log \left ( c_b \right ))$

En svag bases pH-værdi kan tilnærmes ved følgende formel:

$pH = 14 - 0,5 \cdot \left ( pK_b -log \left ( c_b \right ) \right )$

[redigér] Beregning af basers pOH

Formler, som dem der findes i afsnittet "beregning af basers pH", kan også udledes for pOH. Dette gør man dog af tradition ikke, da følgende formel er tilstrækkelig, når pH kan beregnes:

$[H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]=K_{v}\Leftrightarrow pH+pOH=pK_{v}$

$\begin{align} & [H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]=1,0\cdot 10^{^{-14}}M^{2}\quad (25^{\circ }C) \\ & \Updownarrow \\ & pH+pOH=14\quad (25^{\circ }C) \\ \end{align}$

[redigér] Eksempler på pH-værdier

pH-skalaen har sit neutrale punkt ved 7. Her er der nemlig lige meget syre og base til stede. Værdierne mellem 4,5 og 8,5 er det interval, man finder i danske jordtyper.

pH-værdierne for nogle opløsninger
Opløsning	pH
Akkumulatorsyre	1,0
Mavesyre	2,0-3,0
Citronsaft	2,4
Cola	2,5
Eddike	2,9
Appelsin- eller æblejuice	3,5
Vagina	3,8 - 4,5
Yoghurt	4,2
Øl	4,5
Kaffe	5,0
Te	5,5
Syreregn	< 5,6
Mælk	6,5
Rent vand	7,0 (ca. 6,0 med adgang til luft)
Blod	7,34 - 7,45
Havvand	8,0
Håndsæbe	9,0 - 10,0
Ammoniakvand	11,5
Natronlud	13,5

[redigér] Se også

[redigér] Kilder

Dieter Heinrich, Manfred Hergt (1992). Munksgaards atlas – økologi. København: Munksgaard. ISBN 87-16-10775-6.

[redigér] Eksterne adresser

UniSci, 22-Mar-2001, Answering One Of Water's Most Basic Questions Citat: "..."The result is that we now have

the first model of why water has the pH it does," says Dellago...."

syre/base-kemi
Vands autoprotolyse \| pH og pOH \| syre \| base \| titrering \| korresponderende syre-basepar \| buffer

pH

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi

Indholdsfortegnelse

[redigér] Definition

[redigér] pH- og pOH-værdier

[redigér] Indikatorer og måling

[redigér] Beregning af syrers pH

[redigér] Beregning af syrers pOH

[redigér] Beregning af basers pH

[redigér] Beregning af basers pOH

[redigér] Eksempler på pH-værdier

[redigér] Se også

[redigér] Kilder

[redigér] Eksterne adresser

Visninger

Personlige værktøjer

Navigation

deltagelse

Søg

Værktøjer

organisation

Andre sprog