pH е мярка за водород йон концентрация, мярка за киселинност или алкалност на a решение. PH скалата обикновено варира от 0 до 14. Водни разтвори при 25 ° С с pH по-малко от 7 са киселинна, докато тези с pH по-голямо от 7 са основни или алкален. Ниво на pH от 7,0 при 25 ° C се определя като „неутрален"защото концентрация от Н3О+ равна на концентрацията на ОН− в чиста вода. Много силни киселини може да има отрицателно pH, докато много силните основи могат да имат pH по-голямо от 14.
pH уравнение
Уравнението за изчисляване на pH е предложен през 1909 г. от датския биохимик Søren Peter Lauritz Sørensen:
pH = -log [H+]
където log е логаритъмът на базата 10 и [H+] означава концентрацията на водородни йони в единици бен на литър разтвор. Терминът "pH" идва от немската дума "potenz", която означава "мощност", комбинирана с Н, елементът символ за водород, така че pH е съкращение от "мощност на водород."
Примери за pH стойности на обикновените химикали
Работим с много киселини (ниско рН) и основи (високо рН) всеки ден. Примерите за pH стойности на лабораторни химикали и домакински продукти включват:
0: солна киселина
2.0: лимонов сок
2.2: оцет
4.0: вино
7.0: чиста вода (неутрална)
7.4: човешка кръв
13.0: луга
14.0: натриев хидроксид
Не всички течности имат рН стойност
pH има значение само във воден разтвор (във вода). Много химикали, включително течности, нямат pH стойности. Ако няма вода, няма pH. Например няма pH стойност за растително масло, бензин или чист алкохол.
IUPAC Определение на pH
Международният съюз за чиста и приложна химия (IUPAC) има малко по-различна скала на рН, която се основава на електрохимични измервания на стандартен буферен разтвор. По същество определението използва уравнението:
pH = -log aН +
къдеН + означава водородна активност, която е ефективната концентрация на водородни йони в разтвор. Това може да е малко по-различно от истинската концентрация. IUPAC pH скалата включва също термодинамични фактори, които могат да повлияят на pH.
В повечето ситуации стандартната дефиниция на pH е достатъчна.
Как се измерва рН
Грубите измервания на pH могат да бъдат направени с използване лакмусова хартия или друг вид pH хартия, известна с това, че променя цветовете около определена стойност на pH. Повечето индикатори и pH документи са полезни само за да кажат дали дадено вещество е киселина или основа или да идентифицират pH в тесен диапазон. Универсален индикатор е смес от индикаторни разтвори, предназначени да осигурят промяна на цвета в диапазон на pH от 2 до 10.
По-точните измервания се правят с помощта на първични стандарти за калибриране на стъклен електрод и рН метър. Електродът работи чрез измерване на разликата в потенциала между водороден електрод и стандартен електрод. Пример за стандартен електрод е сребърен хлорид.
Използва pH
pH се използва както в ежедневието, така и в науката и индустрията. Използва се при готвене (например, реагиране на бакпулвер и киселина, за да нарасне печивата), за проектиране на коктейли, в почистващи препарати и при консервиране на храната. Той е важен за поддържането на басейна и пречистването на водата, селското стопанство, медицината, химията, инженерството, океанографията, биологията и други науки.