Bạn Cần Biết Gì để Tính PH?

pH là thước đo mức độ axit hoặc bazơ của một dung dịch hóa học. Thang đo pH chạy từ 0 đến 14 — giá trị của bảy được coi là trung tính, nhỏ hơn bảy có tính axit và lớn hơn bảy là bazơ.

pH là logarit cơ số âm 10 ("log" trên máy tính) của nồng độ ion hydro của dung dịch. Để tính toán nó, hãy lấy log của nồng độ ion hydro đã cho và đảo ngược dấu hiệu. Xem thêm thông tin về công thức pH bên dưới.

Dưới đây là bài đánh giá chuyên sâu hơn về cách tính pH và ý nghĩa của pH đối với nồng độ ion hydro, axit và bazơ.

Đánh giá axit và bazơ

Có một số cách để xác định axit và bazơ, nhưng đặc biệt pH chỉ đề cập đến nồng độ ion hydro và được áp dụng cho các dung dịch nước (gốc nước). Khi nước phân ly, nó tạo ra một ion hydro và một hydroxit. Xem phương trình hóa học này dưới đây.

H 2 O ↔ H + + OH -

Khi tính pH, ​​hãy nhớ rằng [] liên quan đến nồng độ mol , M. Nồng độ mol được biểu thị bằng đơn vị mol chất tan trong một lít dung dịch. Nếu bạn được cung cấp nồng độ bằng bất kỳ đơn vị nào khác với số mol (phần trăm khối lượng, nồng độ mol, v.v.), hãy chuyển đổi nó thành nồng độ mol để sử dụng công thức pH.

Mối quan hệ giữa pH và nồng độ mol có thể được biểu thị như sau:

K w = [H + ] [OH - ] = 1x10 -14 ở 25 ° C đối với nước tinh khiết [H + ] = [OH - ] = 1x10 -7

• K w là hằng số phân ly của nước
• Dung dịch axit : [H + ]> 1x10 -7
• Giải pháp cơ bản : [H + ] <1x10 -7

Cách tính pH và [H +]

Phương trình cân bằng thu được công thức sau cho pH:

pH = -log 10 [H + ] [H + ] = 10 -pH

Nói cách khác, pH là log âm của nồng độ mol ion hydro hoặc nồng độ mol ion hydro bằng 10 với lũy thừa của giá trị pH âm. Thật dễ dàng để thực hiện phép tính này trên bất kỳ máy tính khoa học nào vì chúng thường có nút "nhật ký". Nút này không giống với nút "ln", dùng để chỉ lôgarit tự nhiên.

pH và pOH

Bạn có thể dễ dàng sử dụng giá trị pH để tính pOH nếu bạn nhớ lại:

pH + pOH = 14

Điều này đặc biệt hữu ích nếu bạn được yêu cầu tìm độ pH của một bazơ vì bạn thường giải quyết vấn đề pOH hơn là pH.

Các vấn đề tính toán ví dụ

Hãy thử các bài toán mẫu này để kiểm tra kiến ​​thức của bạn về độ pH.

ví dụ 1

Tính pH cho một [H + ] cụ thể. Tính pH cho [H + ] = 1,4 x 10 -5 M

Câu trả lời:

pH = -log 10 [H + ] pH = -log 10 (1,4 x 10 -5 ) pH = 4,85

Ví dụ 2

Tính [H + ] từ pH đã biết. Tìm [H + ] nếu pH = 8,5

Câu trả lời:

[H + ] = 10 -pH [H + ] = 10 -8,5 [H + ] = 3,2 x 10 -9 M

Ví dụ 3

Tìm pH nếu nồng độ H + là 0,0001 mol / lít.

Ở đây, nó sẽ giúp viết lại nồng độ là 1,0 x 10 -4 M vì điều này tạo nên công thức: pH = - (- 4) = 4. Hoặc, bạn có thể chỉ cần sử dụng máy tính để lấy nhật ký. Điều này mang lại cho bạn:

Câu trả lời:

pH = - log (0,0001) = 4

Thông thường, bạn không được cung cấp nồng độ ion hydro trong một bài toán mà phải tìm nó từ phản ứng hóa học hoặc nồng độ axit. Sự đơn giản của điều này sẽ phụ thuộc vào việc bạn có một  axit mạnh hay một axit yếu . Hầu hết các bài toán hỏi về độ pH là dành cho axit mạnh vì chúng phân ly hoàn toàn thành các ion trong nước. Mặt khác, axit yếu chỉ phân ly một phần, vì vậy ở trạng thái cân bằng, dung dịch chứa cả axit yếu và các ion mà nó phân ly.

Ví dụ 4

Tìm pH của dung dịch axit clohiđric, HCl 0,03M.

Hãy nhớ rằng, axit clohiđric là một axit mạnh phân ly theo tỷ lệ mol 1: 1 thành các cation hydro và anion clorua. Vì vậy, nồng độ của các ion hydro hoàn toàn giống với nồng độ của dung dịch axit.

Câu trả lời:

[H + ] = 0,03 triệu

pH = - log (0,03) pH = 1,5

Kiểm tra công việc của bạn

Khi bạn thực hiện các phép tính pH, ​​hãy luôn đảm bảo rằng câu trả lời của bạn có ý nghĩa. Một axit phải có độ pH nhỏ hơn bảy (thường là một đến ba) và một bazơ phải có giá trị pH cao (thường khoảng 11 đến 13). Trong khi về mặt lý thuyết, có thể tính toán độ pH âm , giá trị pH phải nằm trong khoảng từ 0 đến 14 trong thực tế. Điều này có nghĩa là độ pH cao hơn 14 cho thấy có lỗi trong quá trình thiết lập tính toán hoặc chính quá trình tính toán.

Nguồn

• Covington, AK; Bates, RG; Durst, RA (1985). "Định nghĩa của thang đo pH, giá trị tham chiếu tiêu chuẩn, phép đo độ pH và các thuật ngữ liên quan". Appl nguyên chất. Chèm . 57 (3): 531–542. doi: 10.1351 / pac198557030531
• Liên minh Hóa học Ứng dụng và Tinh khiết Quốc tế (1993). Đại lượng, Đơn vị và Ký hiệu trong Hóa lý (xuất bản lần thứ 2) Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-03583-8. 
• Mendham, J .; Denney, RC; Barnes, JD; Thomas, MJK (2000). Phân tích hóa học định lượng của Vogel (xuất bản lần thứ 6). New York: Hội trường Prentice. ISBN 0-582-22628-7.