Hấp dẫn

Định nghĩa và phương trình pH trong hóa học

Định nghĩa và phương trình pH trong hóa học

pH là thước đo nồng độ ion hydro, thước đo độ axit hoặc độ kiềm của dung dịch. Thang đo pH thường dao động từ 0 đến 14. Các dung dịch nước ở 25 ° C có độ pH nhỏ hơn 7 là axit, trong khi các dung dịch có độ pH lớn hơn 7 là cơ bản hoặc kiềm. Độ pH 7,0 ở 25 ° C được định nghĩa là "trung tính" vì nồng độ của H3Ôi+ bằng nồng độ OH trong nước tinh khiết. Các axit rất mạnh có thể có độ pH âm, trong khi các bazơ rất mạnh có thể có độ pH lớn hơn 14.

Phương trình pH

Phương trình tính pH được đề xuất vào năm 1909 bởi nhà hóa sinh người Đan Mạch Søren Peter Lauritz Sørensen:

pH = -logH+

trong đó log là logarit cơ số 10 và H+ là viết tắt của nồng độ ion hydro tính theo đơn vị mol trên mỗi lít dung dịch. Thuật ngữ "pH" xuất phát từ tiếng Đức "potenz", có nghĩa là "sức mạnh", kết hợp với H, ký hiệu nguyên tố của hydro, do đó pH là tên viết tắt của "sức mạnh của hydro".

Ví dụ về giá trị pH của hóa chất thông thường

Chúng tôi làm việc với nhiều axit (pH thấp) và bazơ (pH cao) mỗi ngày. Ví dụ về giá trị pH của hóa chất phòng thí nghiệm và các sản phẩm gia dụng bao gồm:

0: axit clohydric
2.0: nước chanh
2.2: giấm
4.0: rượu vang
7.0: nước tinh khiết (trung tính)
7.4: máu người
13,0: dung dịch kiềm
14,0: natri hydroxit

Không phải tất cả các chất lỏng đều có giá trị pH

pH chỉ có ý nghĩa trong dung dịch nước (trong nước). Nhiều hóa chất, bao gồm cả chất lỏng, không có giá trị pH. Nếu không có nước thì không có pH. Ví dụ, không có giá trị pH cho dầu thực vật, xăng hoặc rượu nguyên chất.

Định nghĩa pH của IUPAC

Liên minh Hóa học thuần túy và ứng dụng quốc tế (IUPAC) có thang đo pH hơi khác nhau dựa trên các phép đo điện hóa của dung dịch đệm tiêu chuẩn. Về cơ bản, định nghĩa sử dụng phương trình:

pH = -log aH +

nơi mộtH + là viết tắt của hoạt động hydro, đó là nồng độ hiệu quả của các ion hydro trong dung dịch. Điều này có thể hơi khác với nồng độ thực sự. Thang đo IUPAC pH cũng bao gồm các yếu tố nhiệt động, có thể ảnh hưởng đến pH.

Đối với hầu hết các tình huống, định nghĩa pH tiêu chuẩn là đủ.

Độ pH được đo như thế nào

Các phép đo pH thô có thể được thực hiện bằng cách sử dụng giấy quỳ hoặc một loại giấy pH khác được biết là thay đổi màu sắc xung quanh một giá trị pH nhất định. Hầu hết các chỉ số và giấy pH chỉ hữu ích để cho biết liệu một chất là axit hay bazơ hoặc để xác định pH trong phạm vi hẹp. Một chỉ báo phổ quát là một hỗn hợp các giải pháp chỉ thị nhằm cung cấp sự thay đổi màu sắc trong phạm vi pH từ 2 đến 10.

Các phép đo chính xác hơn được thực hiện bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn chính để hiệu chỉnh điện cực thủy tinh và máy đo pH. Điện cực hoạt động bằng cách đo sự khác biệt tiềm năng giữa điện cực hydro và điện cực tiêu chuẩn. Một ví dụ về điện cực tiêu chuẩn là bạc clorua.

Công dụng của pH

pH được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày cũng như khoa học và công nghiệp. Nó được sử dụng trong nấu ăn (ví dụ, phản ứng với bột nở và axit để làm cho đồ nướng tăng lên), để thiết kế cocktail, trong chất tẩy rửa và bảo quản thực phẩm. Nó quan trọng trong việc duy trì hồ bơi và lọc nước, nông nghiệp, y học, hóa học, kỹ thuật, hải dương học, sinh học và các ngành khoa học khác.