PH вредност
Шаблон: ПРИКАУВАЕ: pH вредност Дер PH вредност е мерка за јачината на киселиот или основниот ефект на воден раствор. Како логаритамска величина, таа е дефинирана со декадниот логаритам помножена со −1 (= „логаритам од десет“) од концентрацијата на јонски оксониум (поточно: активност на јонски оксониум). Терминот произлегува од строндус Х.ydrogenii или стротенција Х.ydrogenii (латински pondus, n. = тежина; потенција, f. = сила; водород, n. = водород).
Врз основа на константа на дисоцијација на вода kDiss = c (H +) c (OH -) = 10 −14 mol 2/литар 2, вредносните опсези се поделени на:
- pH 7 одговара на алкален раствор (основен ефект)
Сепак, ова се однесува само на чиста вода и разредени раствори на 25 ° C.
Понатаму препорачано специјалистичко знаење
Дневна визуелна инспекција на лабораториските биланси
Повисоки перформанси за мерење во 6 лесни чекори
8 чекори до чиста скала - и 5 решенија за да го одржите чист
Содржина
Мерење на pH вредноста
PH вредноста на растворот може да се одреди со употреба на различни методи:
Галванометрија
Повеќето комерцијално достапни pH-мерачи се засноваат на овој принцип. Стаклена мембранска топка исполнета со раствор на калиум хлорид е потопена во течноста што треба да се измери. Поради склоноста на водородните јони да се акумулираат во тенки слоеви на стаклената површина, се склопува галвански напон во сферата. Создадена е галванска ќелија, чија електромоторна сила се мери во однос на референтната електрода која е независна од водородните јони (види рН електрода).
Мерење со јонско чувствителни транзистори со ефект на поле (ISFET)
Слично на стаклената електрода, водородните јони собираат потенцијал на чувствителната портна мембрана на транзисторот, што потоа влијае на моменталната пропустливост на транзисторот и може да се спроведе со помош на технологија за мерење.
Болеметрија заснована на реакција на боја на индикатор
| Киселина на батеријата | 1,0 | лут |
| Стомачна киселина (празен стомак) | 1,0-1,5 | |
| Сок од лимон | 2.4 | |
| кола | 2-3 | |
| Овошен сок од морело | 2.7 | |
| оцет | 2.9 | |
| Сок од портокал и јаболко | 3.5 | |
| Вино | 4.0 | |
| Кисело млеко | 4,5 | |
| пиво | 4,5-5,0 | |
| кисел дожд | 8,3 = сина), фенолфталеин (pH 10,0 = розова), метил портокал (pH 4,4 = жолта) и бромотимол сина (pH 7,6 = сина). |
дефиниција
За многу силни киселини (вредност на pks)
Во овој случај, активноста е дефинирана од хемискиот потенцијал и затоа е бездимензионална. Сепак, оваа дефиниција за pH ретко се користи во едноставни пресметки. Наместо тоа, заради поедноставување, едно е задоволството со приближувањето дека активноста на оксониум за разредени раствори е поставена еднаква на концентрацијата на јоните на оксониум (во mol/dm 3):
Како и активностите, pH вредноста е исто така бездимензионална количина.
За слабите киселини, сепак, важи равенката Хендерсон-Хаселбалч.
Аналогно на pH вредноста, може да се дефинира и pOH вредност, што пак претставува декаден логаритам на OH - активност помножена со − 1; активноста на OH - се мери во mol/dm³.
Двете вредности се поврзани со рамнотежата на автопротолиза:
Логаритмот на активноста на водата е приближно еднаков на нула, бидејќи активноста на водата за разредени раствори е приближно еднаква на една, и со тоа исчезнува. Рамнотежната константа е 10-14 во нормални услови, така што врската помеѓу pH и pOH вредноста е:
PH на други растворувачи
Еден вид „pH“ е и за другите пртички Растворувачите (т.е. оние што можат да пренесат протони) дефинираат и исто така се базираат на автопроотолиза на овие растворувачи. Општиот одговор е:
2LH LH2 + + L - (општа формулација на автопроотолиза)
- LH2 + = јон на лиониум
- L - = јонски јон
Еквилибриумната константа К е генерално помала тука отколку за јонскиот производ на вода.
Потоа, pH вредноста се дефинира на следниов начин (индексот p означува дека растворите не се водни, туку се протеини):
pHp = -lg [LH2 +]
| (безводна) мравја киселина | 2HCOOH HCOOH2 + + HCOO - |
| амонијак | 2NH3 NH2 - + NH4 + |
| Глацијална оцетна киселина | 2CH3COOH CH3COO - + CH3COOH2 + |
| Етанол | 2C2H5OH C2H5OH2 + + C2H5O - |
Однос со киселини и бази
Ако киселините се раствораат во вода, тие ги дисоцираат водородните јони во водата и со тоа ја намалуваат вредноста на pH вредноста. Ако, од друга страна, базите се раствораат, тие или ослободуваат хидроксилни јони (на пр. NaOH), кои ги врзуваат водородните јони од дисоцијацијата на водата, или тие самите ги врзуваат водородните јони (на пр. Амонијак → амониум). Како резултат, базите ја зголемуваат pH вредноста. Ова ја прави pH мерка за количината на киселини и бази во раствор. Во зависност од јачината, киселината или базата се раздвојуваат во поголема или помала мера и на тој начин влијаат на вредноста на pH во различни степени.
Во повеќето водени раствори, pH вредностите се приближно помеѓу 0 (силно кисела) и 14 (силно алкална), иако овие граници се надминуваат со по една единица во само 1 моларен раствор на јаки киселини и бази (−1 и 15 ) Најниската некогаш природна вредност на pH е моментално -3,6 (во рудник за пирит во Калифорнија [1]). Скалата на pH е ограничена само на растворливост на киселини или бази во вода. Во случај на екстремни вредности на pH или во концентрирани раствори, според дефиницијата на pH вредноста, мора да се очекуваат активности наместо концентрации. Сепак, овие пресметки се многу сложени.
Повеќето електроди на pH се однесуваат скоро линеарно во мерниот опсег помеѓу 0 и 14 (т.е. истите разлики во pH вредноста одговараат на скоро постојаните разлики во измерениот потенцијал на електродата), така што, според меѓународната конвенција, pH вредностите може нормално да се мерат само директно во овој опсег.
Мешаните раствори на слаба киселина со некој од нејзините соли или слабите бази со нивните соли („тампонски компоненти“) се од особено значење. Таквите решенија се нарекуваат тампон решенија. Таму се утврдуваат pH вредности кои се близу до негативната логаритамска вредност на нивните киселински константи или базни константи. Кога се додаваат други посилни киселини или бази, нивната pH вредност се менува значително помалку отколку кога овие соодветни киселини и бази се додаваат во чиста („небаферирана“) вода. Ова се однесува додека не се исцрпи капацитетот на тампон, имено кога додадената количина го надминува снабдувањето со компонентата на тампон што ја користи.
Ако оставите чиста вода во воздухот, тој апсорбира јаглерод диоксид, околу 0,3 до 1 mg/l, во зависност од температурата. Се формира јаглеродна киселина, која се раздвојува до водород карбонат:
Ова поставува pH од околу 5.
Пресметка на pH вредноста со позната концентрација на киселини и бази
Ако е позната концентрацијата на киселини и бази во воден раствор, може да се пресмета и pH вредноста. PH вредноста на јаките киселини одговара на негативниот декаден логаритам на концентрацијата на киселина, бидејќи се претпоставува дека концентрацијата на киселината одговара на онаа на јоните на оксониум и не ја зема предвид автопроотолизата на водата.
PH вредноста на слабите киселини е приближно половина од разликата помеѓу вредноста на pKS и декадниот логаритам на концентрацијата на киселина:
[С.]: Концентрација на слабости Киселина во мол/л.
Овие пресметки можат да бидат многу корисни при правење раствори со специфична pH вредност.
За раствори на киселина или база и нивна соодветна сол (видете исто така тампон раствор), pH вредноста може да се пресмета прилично добро со употреба на таканаречената равенка Хендерсон-Хаселбалч.
За мулти-протонични киселини, вредноста за првата фаза на протолиза може да се пресмета приближно (најниска pKa вредност) и да се користи, бидејќи втората фаза обично има само значително помало влијание. Сепак, точната пресметка е многу време, бидејќи имате работа со систем на споена рамнотежа (јони на оксониум од првата фаза на протолиза имаат влијание врз втората и обратно). Изгледа слично комплицирано со мешавини на неколку киселини и/или бази, точен алгебарски раствор обично е веќе невозможен и равенките треба да се решат нумерички со повторливи методи. Покрај тоа, во случај на многу високи концентрации на киселини или бази, мора да се напомене дека приближувањето дека активноста на јоните на оксониум е еднаква на нивната концентрација во mol/dm 3 повеќе не важи.
Зависност од температура
pH вредностите на различните раствори зависат од температурата. Ова е илустрирано со примена на 1 моларен раствор на фенол. Да претпоставиме дека температурата на растворот е 30 ° С. PKa на фенол (PhOH) е 10. Така, растворот има pH околу 4,5. Ако температурата се промени, во суштина може да се појават три ефекти - обично во комбинација - од кои првиот е далеку најважен:
- Рамнотежната константа K за дисоцијација на фенолот се зголемува со зголемување на температурата, а исто така и дисоцијацијата на киселината. Ако K се зголеми, pH вредноста би се намалила тука, и обратно.
- :
- Кога температурата паѓа од 30 ° C до 20 ° C, фенолот има помала растворливост во вода и се раствораат само приближно 0,9 mol/l. Во овој случај, pH се искачува на околу 4,55. Овој ефект игра улога само за раствори блиски на заситеноста со растворливост.
- Кога температурата се зголемува, волуменот на растворот се зголемува малку. Ова ја намалува моларната концентрација на фенол. Така, pH вредноста се зголемува, иако е тешко мерлива. Аналогно, pH вредноста паѓа кога температурата паѓа.
Важноста на pH вредноста
Ефекти на pH во хемијата
Некои хемиски соединенија ја менуваат својата хемиска структура во зависност од pH вредноста, а со тоа и нивната боја (види индикатор (хемија) или фенолфталеин).
Во многу хемиски реакции, pH вредноста влијае на брзината на реакцијата. При вакви реакции, водородните јони често играат улога на катализатор. Еден пример за ова е лекување на аминопласти.
Ефектот на pH врз растот на растението
Во основа, pH вредноста на почвата влијае на достапноста на хранливите соли (на пример, недостаток на железо при неутрални и алкални pH вредности). Покрај тоа, екстремните вредности на pH ги оштетуваат органите на растението (кисел дожд, хемиски изгореници).
Освен фосфор, сулфур и поташа, азотот е од особено значење за балансот на хранливите материи кај растенијата. Азот скоро секогаш се апсорбира во форма на растворлив во вода амониум (јони NH4 +) или почесто како нитрат (јони NO3 -). Амониум и нитрат се во рамнотежа во почвите со pH вредност од 7. Во кисели почви преовладуваат јони NH4 +, во алкални почви преовладуваат јони NO3.
Ако некое растение може да апсорбира само NH4 + поради пропустливоста на коренската мембрана, таа е врзана за кисели почви и соодветно на тоа задолжително ацидофилна (киселина-lovingубителка). Ако може да апсорбира само нитрат NO3 -, може да расте само на почви богати со бази (задолжителен базофил). Меѓутоа, ако може да апсорбира и амониум и нитрат, може да расте и на кисела и на база богата почва. Во минерални ѓубрива се користи амониум нитрат (NH4NO3), сол направена од јони на амониум и нитрат.
Ако pH вредноста е претерано висока или мала, хранливите материи во почвата се фиксни и затоа се недоволно достапни за растенијата. Покрај тоа, кога pH вредноста е многу мала, токсичните материи се ослободуваат од почвата за растенијата. Овие вклучуваат јони на алуминиум и манган.
Видете исто така: pH на почвата, Kalkstet, варовна почва, закиселување на почвата, закиселување на морињата
Важноста на pH вредноста кај луѓето
PH вредноста на крвта и клеточната течност е од клучно значење. PH вредноста во крвта се прилагодува со комплексна рамнотежа на растворени протеини, соли и гасови и има силна интеракција со хемоглобинот. Колку е помала pH вредноста, толку помалку кислород може да се поврзе (ефект на Бор). Ако pH вредноста на крвта се спушти во ткивото од респираторната јаглеродна киселина, хемоглобинот ослободува кислород. Спротивно на тоа, ако се издише јаглерод диоксид во белите дробови, pH вредноста на крвта се зголемува таму, а со тоа и способноста на хемоглобинот да апсорбира кислород.
PH вредноста е исто така од одлучувачка важност во репродукцијата на луѓето. Додека вагиналното опкружување е кисело за да се одвратат патогените микроорганизми, машката сперма има алкална pH вредност. Реакцијата на неутрализација што започнува за време на сексуалниот однос доведува до оптимално опкружување за движење на спермата.
Човечката кожа е исто така малку кисела (pH 5,5). Оваа кисела мантија е заштита од патогени микроорганизми. Сапуните, кои се вообичаено основни, ја „сушат“ кожата затоа што го уништуваат киселинскиот слој. Затоа, сапунот „pH-неутрален во кожата“ нема неутрална pH вредност, туку малку кисела.
Важноста на pH вредноста за аквариумите
За растенијата и рибите во аквариумите мора да се одржи одредена pH вредност. Lивите суштества имаат опсег на толеранција за pH вредноста и не можат да преживеат надвор од неа. Растенијата во аквариумот обично имаат поголем опсег на толеранција од рибите.
Водечки вредности за аквариумски риби (свежа вода):
- Кисела вода (pH ≈ 6):
- Јужноамериканци (неон, ангелов риба, диск, L-сом, итн.)
- Азијци (гуарами, гурами, итн.)
- Неутрална вода (pH 7)
- Централна Америка (циклид од оган во уста, итн.)
- Алкална вода (pH 8)
- Источноафрикански езера (циклиди од езерото Тангањика и езерото Малави, итн.)
Според уредбата за вода за пиење, водата за пиење од чешмата може да има pH вредност помеѓу 6,5 и 9,5. Затоа може да биде препорачливо да се наполни аквариумот со висококвалитетна изворска вода наместо вода за пиење. Водата исто така може да се прилагоди на посакуваната pH вредност со употреба на комерцијално достапни комплети за хемикалии.