Στην καθημερινή ζωή, το pH είναι ένα μέτρο ή εύρος που χρησιμοποιείται συνήθως για να περιγράψει το επίπεδο ουδετερότητας ή έλλειψης ουδετερότητας σε ένα οικιακό αντικείμενο. Στη φυσική επιστήμη, το pH είναι μια μονάδα μέτρησης ιόντων σε διάλυμα. Εάν παρακολουθείτε ένα μάθημα επιστήμης ή χημείας, ίσως χρειαστεί να ξέρετε πώς να υπολογίσετε το pH κατά συγκέντρωση. Υπολογίστε το pH χρησιμοποιώντας την εξίσωση pH: pH = -log [H3O+].
Βήμα
Μέθοδος 1 από 3: Κατανόηση του pH
Βήμα 1. Μάθετε τι σημαίνει pH
Το pH είναι η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου σε ένα διάλυμα. Τα διαλύματα με υψηλή συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου είναι όξινα. Τα διαλύματα με χαμηλές συγκεντρώσεις ιόντων υδρογόνου είναι βασικά, γνωστά και ως αλκάλια. Τα ιόντα υδρογόνου, γνωστά και ως υδρόνιο, γράφονται εν συντομία ως H+ ή H3O+.
- Γνωρίστε το εύρος του pH. Το εύρος του pH είναι 1-14. Όσο μικρότερος είναι ο αριθμός, τόσο πιο όξινο είναι το διάλυμα. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός, τόσο πιο αλκαλικό είναι το διάλυμα. Για παράδειγμα, ο χυμός πορτοκαλιού έχει pH 2 επειδή είναι αρκετά όξινος. Αντίθετα, το λευκαντικό έχει pH 12 επειδή είναι αρκετά αλκαλικό. Οι αριθμοί στη μέση αυτής της περιοχής είναι συνήθως ουδέτεροι, όπως το νερό, με pH 7.
- Ένα επίπεδο pH έχει διαφορά 10x. Για παράδειγμα, όταν συγκρίνουμε το pH 7 με το pH 6, το pH 6 είναι δέκα φορές πιο όξινο από το pH 7. Έτσι, το pH 6 θα είναι 100 φορές πιο όξινο από το pH 8.
Βήμα 2. Ορίστε το pH στην εξίσωση
Το εύρος του pH υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον αρνητικό λογάριθμο. Ο αρνητικός λογάριθμος είναι ο αριθμός των φορών που πρέπει να διαιρεθεί ένας αριθμός. Η εξίσωση του pH μπορεί να φανεί ως εξής: pH = -log [H3O+].
- Η εξίσωση μπορεί μερικές φορές να θεωρηθεί ως pH = -log [H+]. Να γνωρίζετε ότι οι εξισώσεις που έχουν H3O+ ή H+ είναι στην πραγματικότητα η ίδια εξίσωση.
- Δεν είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τι σημαίνει το αρνητικό log για τον υπολογισμό του pH. Οι περισσότεροι αριθμομηχανές που χρησιμοποιούνται σε λύκεια και πανεπιστήμια έχουν ένα κουμπί καταγραφής.
Βήμα 3. Κατανοήστε τη συγκέντρωση
Η συμπύκνωση είναι ο αριθμός των σωματιδίων μιας ένωσης σε ένα διάλυμα. Η συγκέντρωση περιγράφεται γενικά σε μονάδες μοριακότητας. Η μοριακότητα είναι moles ανά μονάδα όγκου (m/v ή M). Εάν χρησιμοποιείτε διάλυμα στο εργαστήριο, η συγκέντρωση θα αναγράφεται στη φιάλη. Όταν κάνετε την εργασία σας για τη χημεία, συνήθως δίνεται συγκέντρωση.
Μέθοδος 2 από 3: Χρήση συμπύκνωσης για τον υπολογισμό του pH
Βήμα 1. Θυμηθείτε την εξίσωση του pH
Η εξίσωση του pH έχει ως εξής: pH = -log [H3O+]. Βεβαιωθείτε ότι γνωρίζετε τη σημασία κάθε όρου στην εξίσωση. Δείτε ποια φυλή αντιπροσωπεύει τη συγκέντρωση.
Στη χημεία, οι αγκύλες συνήθως σημαίνουν "συγκέντρωση". Έτσι, η εξίσωση του pH μπορεί να διαβαστεί ως "το pH είναι ίσο με τον αρνητικό λογάριθμο της συγκέντρωσης ιόντων υδρονίου"
Βήμα 2. Προσδιορίστε την πραγματική συγκέντρωση
Διαβάστε τη χημική σας εξίσωση. Προσδιορίστε τη συγκέντρωση του οξέος ή της βάσης. Γράψτε ολόκληρη την εξίσωση σε χαρτί με τις γνωστές τιμές στην εξίσωση. Προσθέστε πάντα μονάδες για να αποφύγετε τη σύγχυση.
Για παράδειγμα, εάν η συγκέντρωση είναι 1,05 x 10^5 M, γράψτε την εξίσωση pH ως: pH = -log [1,05 x 10^5 M]
Βήμα 3. Λύστε την εξίσωση
Κατά την επίλυση εξισώσεων pH, πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν επιστημονικό υπολογιστή. Πρώτα, πατήστε το κουμπί "αρνητικό". Αυτό το κουμπί είναι συνήθως γραμμένο ως "+/-". Τώρα, πατήστε το κουμπί "log". Η οθόνη σας πρέπει να εμφανίζει "-log". Τώρα, πατήστε τις ανοιχτές αγκύλες και εισαγάγετε τη συγκέντρωσή σας. Μην ξεχάσετε να προσθέσετε έναν εκθέτη εάν χρειάζεται. Ακολουθήστε με κλείσιμο αγκύλες. Σε αυτό το σημείο, θα πρέπει να δείτε "-log (1, 05x10^5)". Πατήστε το κουμπί ίσα. Η τιμή του pH σας πρέπει να είναι 5.
Μέθοδος 3 από 3: Χρήση pH για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης
Βήμα 1. Προσδιορίστε τις άγνωστες τιμές
Αρχικά, γράψτε την εξίσωση του pH. Στη συνέχεια, προσδιορίστε τις τιμές που γνωρίζετε γράφοντας τις ακριβώς κάτω από την εξίσωση σας. Για παράδειγμα, αν γνωρίζετε ότι το pH είναι 10, 1, γράψτε 10, 1 στο χαρτί, ακριβώς κάτω από την εξίσωση του pH.
Βήμα 2. Αναδιάταξη της εξίσωσης
Η αναδιάταξη των εξισώσεων απαιτεί μια σταθερή κατανόηση της άλγεβρας. Για να υπολογίσετε τη συγκέντρωση χρησιμοποιώντας το pH, πρέπει να καταλάβετε ότι η συγκέντρωση πρέπει να διαχωριστεί στη μία πλευρά του σημείου ίσων. Ξεκινήστε μετακινώντας το pH στη μία πλευρά και μετατοπίζοντας τη συγκέντρωση ιόντων υδρονίου στην άλλη πλευρά. Παρατηρήστε ότι το αρνητικό πρόσημο στο ημερολόγιο μετακινείται μαζί με το ιόν υδρονίου, καθιστώντας την εξίσωση θετική για υδρόνιο στην αντίθετη πλευρά. Στη συνέχεια, αφαιρέστε το pH από την αριστερή πλευρά και προσθέστε το pH ως εκθέτη στη δεξιά πλευρά.
Για παράδειγμα, pH = -log [H3O+] θα αλλάξει σε +[H3O+] = log^-pH. Σημειώστε ότι η τιμή του pH έχει γίνει το αντίστροφο ημερολόγιο. Στη συνέχεια, μπορείτε να αντικαταστήσετε το pH με 10, 1.
Βήμα 3. Λύστε την εξίσωση
Όταν εργάζεστε με αντίστροφα αρχεία καταγραφής, η διαδικασία υπολογισμού χρησιμοποιώντας την αριθμομηχανή είναι πολύ μοναδική. Θυμηθείτε ότι το ημερολόγιο είναι ένας τύπος πολλαπλασιασμού με τη δύναμη 10. Για να εισαγάγετε την εξίσωση, εισαγάγετε τον αριθμό 10. Στη συνέχεια, πατήστε το κουμπί εκθέτη "EXP". Εισαγάγετε ένα αρνητικό πρόσημο, ακολουθούμενο από την τιμή. Πατήστε το κουμπί ίσα.
Για παράδειγμα, έχουμε τιμή pH 10, 1. Πληκτρολογήστε "10" και μετά πατήστε "EXP". Τώρα, πληκτρολογήστε "-/+" για να κάνετε την τιμή αρνητική. Τέλος, εισαγάγετε την τιμή pH "10, 1". Πατήστε το κουμπί ίσα. Θα πάρετε 1e-100. Αυτό σημαίνει ότι η συγκέντρωσή μας είναι 1,00 x 10^-100 M
Βήμα 4. Επανεξετάστε την απάντησή σας
Έχει νόημα η παραπάνω απάντηση; Εάν έχετε pH 10,1, γνωρίζετε ότι το ιόν υδρονίου πρέπει να είναι πολύ μικρό γιατί το 10,1 είναι αλκαλικό διάλυμα. Έτσι, η πολύ μικρή τιμή συγκέντρωσης έχει νόημα.
Συμβουλές
Εάν ο υπολογισμός του pH σας φαίνεται δύσκολος, υπάρχουν πολλά άλλα διαθέσιμα εργαλεία. Χρησιμοποιήστε το σχολικό σας βιβλίο και ζητήστε από τον καθηγητή σας περαιτέρω βοήθεια
Σχετικό WikiHow
- Πώς να κάνετε στοιχειομετρία
- Πώς να αραιώσετε το οξύ
