PH

pH-ul în faza apoasă în viața de zi cu zi: ]
Substanţă	pH aproximativ
Acid clorhidric (10 mol/l)	-1
Acid clorhidric (1 mol/l)	0
Drenajul acid minelor (AMD)	<1,0
acidul bateriei	<1,0
Acid gastric	2.0
suc de lamaie	2.4-2.6
Băutură cola ]	2.5
Oţet	2,5-2,9
Suc de portocale sau de mere	3.5
Bere	4.5
Cafea	5.0
Ceai	5.5
Ploaie acidă	< 5,6
Lapte	6.5
Apă	7.0
Salivă	6,5-7,4
Sânge	7,35-7,45
Apa de mare	8.2
Săpun	9,0-10,3
Înălbitor ( hipoclorit de sodiu )	11.5
Lămâie verde	12.5
Hidroxid de sodiu (1 mol/l)	14.0
Hidroxid de sodiu (10 mol/l)	15.0

Culorile indicatorului de pH

pH-ul este o măsură a acidității sau alcalinității unei soluții apoase . pH-ul indică concentrația ionilor de hidrogen prezenți în anumite soluții. Acronimul înseamnă potențialul hidrogenului sau potențialul ionilor de hidrogen . Semnificația exactă a lui p în „pH” este neclară, dar, conform Fundației Carlsberg, înseamnă „ puterea hidrogenului ”. O altă explicație este că p reprezintă termenii latini pondus hydrogenii („cantitate de hidrogen”) sau potentia hydrogenii („capacitatea hidrogenului”). De asemenea, se sugerează că Sørensen a folosit literele p și q (litere asociate în mod obișnuit în matematică) pur și simplu pentru a eticheta soluția de test (p) și soluția de referință (q). În chimie de astăzi , p înseamnă „ cologaritmul zecimal al” și este, de asemenea, folosit în termenul pKa _, care este folosit pentru constantele de disociere a acidului . ]

Acest termen a fost inventat de biochimistul danez S. P. L. Sørensen (1868-1939), care l-a definit în 1909 ca fiind opusul logaritmului bazei 10 sau al logaritmului negativ al activității ionilor de hidrogen . Acesta este:

${\mbox{pH}}=-\log{10}{a}_{\rm {H^{+}}}$

Această expresie este utilă pentru soluțiile care nu au un comportament ideal, soluții nediluate. În loc să se folosească concentrația ionului de hidrogen, se folosește activitatea , care reprezintă concentrația efectivă. ${\mbox{a}}$

pH-ul a fost folosit universal datorită caracterului său practic pentru a evita manipularea cifrelor lungi și complexe. În soluții diluate, în loc să se utilizeze activitatea ionului de hidrogen, aceasta poate fi aproximată folosind concentrația molară a ionului de hidrogen.

De exemplu, o concentrație de [H ₂ O ⁺ ] = 1×10 ⁻⁷  M , care este echivalentă cu: 0,0000001 M și care în final este un pH de 7, întrucât pH = –log[10 ⁻⁷ ] = 7 .

În soluția apoasă, scala pH-ului variază de obicei de la 0 la 14. Soluțiile cu un pH mai mic de 7 sunt acide (valoarea exponentului de concentrație este mai mare, deoarece există mai mulți ioni de hidrogen în soluție). Pe de altă parte, soluțiile alcaline au un pH mai mare de 7. Soluția este considerată neutră atunci când pH-ul său este egal cu 7, de exemplu apa.

Definiție

Reacția de autoionizare a apei

pH-ul este definit ca logaritmul negativ de bază 10 al activității ionilor de hidrogen :

${\mbox{pH}}=-\log{10}{a}_{\rm {H^{+}}}$

Se consideră că p este un operator logaritmic asupra concentrației unei soluții p = –log[...]. pOH este, de asemenea, definit ca logaritmul negativ al concentrației ionilor hidroxid.

$\mathrm {pOH} =-\log{10}{a}_{\rm {OH^{-}}}$

Deoarece apa este alterată într-o mică măsură în ioni OH ^– și H ₃ O ⁺ , avem:

$K_{\rm {w}}={\rm {[{H_{3}O}^{+}]\cdot [{OH}^{-}]=10^{-14}}}$

Unde:

• $K_{\rm {w}}$este o constantă cunoscută sub numele de produs ionic al apei , care este egal cu 10 ^-14
• ${\rm {[H_{3}O^{+}]}}$este concentrația ionilor de hidroniu
• ${\rm {[OH^{-}]}}$este concentrația ionilor hidroxil

Prin urmare,

$\log K_{\rm {w}}=\log \mathrm {[H^{+}]} +\log \mathrm {[OH^{-}]}$

$-14=\log \mathrm {[H^{+}]} +\log \mathrm {[OH^{-}]}$

$14=-\log \mathrm {[H^{+}]} -\log \mathrm {[OH^{-}]}$

${\rm {pH+pOH=14}}$

Prin urmare, valorile pH și pOH pot fi direct legate.

În soluții neapoase sau în afara condițiilor normale de presiune și temperatură, un pH de 7 poate să nu fie neutru. pH-ul la care soluția este neutră este legat de constanta de disociere a solventului în care funcționează.

măsurarea pH-ului

În funcție de pH-ul solului, hortensia ( Hydrangea ) poate avea flori roz sau albastre. În solurile acide (pH < 7) florile sunt albastre; în solurile de bază (pH > 7) sunt roz. ]

contor de pH. Instrument pentru măsurarea pH-ului soluțiilor.

Valoarea pH-ului poate fi măsurată cu precizie folosind un potențiometru , cunoscut și sub numele de pH-metru (/pe achimetro/ sau /pe ache meter/), un instrument care măsoară diferența de potențial dintre doi electrozi : un electrod de referință (de obicei argintiu / argint). clorură ) și un electrod de sticlă care este sensibil la ionul de hidrogen.

pH-ul unei soluții poate fi măsurat aproximativ folosind indicatori : acizi slabi sau baze care au culori diferite în funcție de pH. În general se folosește o hârtie indicator, care constă din hârtie impregnată cu un amestec de indicatori calitativi pentru determinarea pH-ului. Cel mai cunoscut indicator este hârtie de turnesol sau hârtie de turnesol . Alți indicatori comuni sunt fenolftaleina și metil portocala .

• Deși multe potențiometre au scale cu valori cuprinse între 0 și 14, valorile pH-ului pot fi, de asemenea, mai mici de 0 și mai mari de 14. De exemplu, acidul clorhidric este un acid puternic și foarte solubil în apă, care într-o concentrație de 10 M are un pH de -1. Prin contrast, hidroxidul de sodiu 10 M are un pH de 15.
• La 25°C, un pH egal cu 7 este neutru, unul mai mic de 7 este acid, iar unul mai mare de 7 este bazic. La diferite temperaturi, valoarea pH-ului neutru poate varia datorită constantei de echilibru a apei: _Kw .

Determinarea pH-ului este una dintre cele mai importante și utilizate pe scară largă proceduri analitice în chimie și biochimie. pH-ul determină multe caracteristici remarcabile ale structurii și activității moleculelor, deci comportamentul celulelor și organismelor.

pH-ul care se măsoară în laborator nu este în general același cu cel calculat folosind ecuația: , deoarece valoarea numerică a concentrației ionilor de hidrogen nu este egală cu valoarea activității acestuia, cu excepția soluțiilor diluate. $\mathrm {pH} =-\log[H^{+}]$

Soluții tampon

Injecție intravenoasă. Injecțiile conțin soluții tampon pentru a menține pH-ul corpului uman, atunci când se efectuează o reacție chimică.

Diverse reacții chimice care sunt generate în soluție apoasă necesită ca pH-ul sistemului să rămână constant, pentru a preveni apariția altor reacții nedorite. Soluțiile de reglare, tampoane sau tampoane , sunt capabile să mențină aciditatea sau bazicitatea unui sistem într-un interval de pH redus.

În 1917, Hasselbalch a propus ecuația relevantă pentru a calcula pH-ul soluțiilor tampon. Ecuația pe care a postulat-o este următoarea: ]

${\mbox{pH}}={\mbox{p}}K_{a}+\log \left({\rm {\frac {[bază]}{[acid]}}}\right)$

În plus, trebuie stabilită concentrația totală a perechii conjugate, pentru a seta o anumită valoare a pH-ului. $C_{t}={\rm {{[bază]}+{[acid]}}}$

Aceste soluții conțin ca specii predominante, o pereche acid/bază conjugată în concentrații apreciabile. Capacitatea de reglare pe care o deține soluția depinde de cantitatea de acid slab și de baza sa slabă conjugată, cu cât această cantitate este mai mare, cu atât eficiența soluției respective este mai mare. Faptul că sunt acizi și baze slabe înseamnă că acţionează ca electroliți slabi , pe scurt, nu se ionizează complet în apă. Reacția de neutralizare este o reacție între un acid și o bază. În general, în reacțiile apoase acido-bazice, se generează apă și o sare .

Organismul are trei resurse pentru a menține pH-ul la valori compatibile cu viața:

1. Tampoane (soluții tampon).
2. Reglarea pulmonară a pCO ₂ : presiunea parțială a dioxidului de carbon într-un mediu gazos (aer) sau lichid (sânge). În mod normal, este de 40 mm Hg în aerul alveolar (paCO2 ₎ și sângele arterial (paCO2 ₎ și 45 până la 48 mm Hg în sângele venos mixt (pvCO2 ₎ . pCO2 din _sânge măsoară CO2 dizolvat în plasma sanguină _. ]
3. Reabsorbția și excreția renală a bicarbonatului și excreția acizilor. ]

Variațiile pH-ului din organismul nostru pot modifica anumite procese fiziologice, cum este cazul reacției enzimatice . Fiecare enzimă din corpul nostru are un interval de pH, cunoscut în mod obișnuit ca „pH optim”, în care enzima își dezvoltă activitatea maximă. Dacă se află în condiții în afara pH-ului optim, își poate reduce viteza de activare, își poate modifica structura sau, mai rău, poate opri funcționarea. ]

Ceva mai zilnic pentru noi sunt injecțiile. Fluidele utilizate special pentru prepararea injecțiilor intravenoase includ un sistem tampon pentru ca sângele să-și mențină pH-ul. Cu toate acestea, se reflectă importanța soluțiilor tampon, deoarece fără ele, toate reacțiile chimice ale organismelor nu ar putea fi efectuate eficient.

pH-ul unor substanțe

pH-ul unor substanțe

Substanţă	pH aproximativ
Suc de lămâie	2.4
Pielea umană	5.5
Lapte	6.5
Sânge	7,35-7,45
Detergent	10.5

Pentru a obține un indicator organic, varza mov poate fi folosită urmând acești pași:

1. Tăiați varza fâșii
2. Intr-un mojar se aseaza varza mov si se macina
3. adăugați alcool la soluție
4. Se filtrează substanța cu un filtru de hârtie
5. Introducerea substanțelor în diverse recipiente: bicarbonat de sodiu , lămâie, grepfrut , oțet, apă sau detergent pentru cuptor
6. Adăugați în fiecare recipient indicatorul

Dacă rezultatele sunt următoarele, indicatorul a fost extras cu succes:

pH obţinut prin indicator organic

Substanţă	Culoarea soluției	Clasificare acid/bază
Oţet	Roz	acid
Bicarbonat de sodiu	Verde	Baza
Suc de Grapefuit	Fucsie	acid
Alcool	verde albăstrui	Baza
curatator de cuptor	Galben	Baza
Suc de lămâie	Fucsie	acid
Apă	violet	neutru

pH-ul piscinelor

Calitatea apei dintr-o piscina depinde direct de pH, daca nu este mentinuta poate provoca boli.

PH-ul este strâns legat de calitatea apei din piscine. Acest lucru se datorează faptului că clorul are efect doar dacă pH-ul apei din piscină este între 6,5 și 8. Dacă pH-ul apei este mai mare de 8 sau mai mic de 6,5, indiferent cât de mult clor este adăugat, acesta nu va acționa. Din acest motiv, este important să ne asigurăm că pH-ul este întotdeauna între 6,5 și 8. Această prevedere este cheia pentru a ne asigura că piscina rămâne în stare bună. Un pH prea mare al apei (mai mare de 8) provoacă apă tulbure, descuamare și iritare a ochilor, urechilor, nasului și gâtului.

Vezi și

• Acidoza
• Alcaloza
• Anexă: indicatori de pH
• Echilibrul chimic
• pCO2 _{_}
• pKa
• pOH

Link- uri externe

• Calculator de pH pentru soluții de 250 de acizi și baze, sărurile și amestecurile acestora, în engleză sau portugheză.
• pH pentru adulți.
• Calculator de pH online .