Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Bedeutung von pH und pOH
- Berechnung des pH-Wertes
- Berechnung von pOH
- Zugabe von pH und pOH
Als Chemiestudent lernen Sie unter anderem, wie man den pH-Wert und den pOH von Säuren und Basen berechnet. Die Konzepte und die Berechnung sind nicht schwierig, wenn Sie mit Logarithmen und der Konzentration von Lösungen vertraut sind.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Zur Berechnung von pH = - log (H3O+ Ionenkonzentration). Berechnung für pOH is - log (OH- Ionenkonzentration).
Bedeutung von pH und pOH
Bei Säuren und Basen handelt es sich bei der Lösungskonzentration um Zahlen, die sich über einen weiten Bereich von Werten ändern können - über eine Million zu eins. Im Gegensatz zu den meisten linearen Einheiten basieren pH und pOH beide auf dem gemeinsamen Logarithmus (Basis 10), sodass Sie ein- oder zweistellige Werte angeben können, die sich ansonsten über viele Größenordnungen erstrecken würden. Obwohl dies gewöhnungsbedürftig ist, ist die Kompaktheit der pH- und pOH-Einheiten praktisch und spart Zeit und Verwirrung. Die pH-Einheit gibt den Säuregehalt an, wobei kleinere Zahlen höhere Konzentrationen an H3O bedeuten+ (Hydronium) -Ionen und reichen von über 14 (sehr alkalisch) bis hinunter zu negativen Zahlen (sehr sauer; diese negativen Zahlen werden hauptsächlich für akademische Zwecke verwendet). Auf dieser Skala hat entionisiertes Wasser einen pH-Wert von 7. Die pOH-Skala ist dem pH-Wert sehr ähnlich, jedoch umgekehrt. Es verwendet dasselbe Nummerierungssystem wie der pH-Wert, misst jedoch OH- Ionen. Auf dieser Skala hat Wasser den gleichen Wert (7), man findet jedoch Basen am unteren Ende und Säuren am oberen Ende.
Berechnung des pH-Wertes
Um den pH-Wert aus der molaren Konzentration einer Säure zu berechnen, verwenden Sie das gemeinsame H3O-Protokoll+ Ionenkonzentration und dann mit -1 multiplizieren: pH = - log (H3O+). Wie hoch ist beispielsweise der pH-Wert einer 0,1 M Salzsäurelösung (HCl) unter der Annahme, dass die Säure in der Lösung vollständig in Ionen dissoziiert ist? Die Konzentration von H3O+ Ionen sind 0,1 Mol pro Liter. pH = - log (.1) = - (- 1) = 1.
Berechnung von pOH
Die Berechnung für pOH folgt den gleichen Regeln wie für den pH-Wert, verwendet jedoch die OH-Konzentration- Ionen: pOH = - log (OH-). Finden Sie zum Beispiel den pOH einer 0,02 M Lösung von Natriumhydroxid (KOH). Die Konzentration von OH- Ionen sind 0,02 Mol pro Liter. pOH = - log (.02) = - (- 1.7) = 1.7.
Zugabe von pH und pOH
Wenn Sie sowohl den pH-Wert als auch den pOH-Wert einer bestimmten Lösung berechnen, addieren sich die Zahlen immer zu 14. Beispielsweise betragen der pH-Wert und der pOH-Wert von Wasser 7 und 7 + 7 = 14. Die 0,02 M Natriumhydroxidlösung im Beispiel oben wird einen pH-Wert von 12,3 haben. Das heißt, wenn Sie den pH-Wert kennen, können Sie ihn von 14 subtrahieren, um den pOH zu ermitteln, und umgekehrt.