Восьмой класс → Кислоты, основания и соли ↓
Шкала рН и расчет рН
Введение
Понимание шкалы рН и вычислений рН является основополагающей частью химии, особенно при изучении кислот, оснований и солей. Эта концепция помогает нам определить, насколько кислотным или щелочным является раствор. Шкала рН — это числовая шкала от 0 до 14, используемая для обозначения кислотности или щелочности водного раствора. Давайте углубимся в детали.
Что такое рН?
Термин рН означает "потенциал водорода" или "сила водорода". Это мера концентрации ионов водорода в растворе. Когда изменяется концентрация ионов водорода (H+)
в растворе, это влияет на рН раствора.
Формула расчета рН:
рН = -log10[H+]
Здесь [H+]
— это концентрация ионов водорода в молях на литр.
Кислоты, основания и нейтральные растворы
Растворы классифицируются по рН следующим образом:
- Кислотные: Растворы, имеющие значение рН меньше 7. Примером является лимонный сок, имеющий значение рН около 2.
- Нейтральные: Растворы, имеющие значение рН, равное 7. Чистая вода — классический пример.
- Щелочные (или щелочные): Растворы, имеющие значение рН больше 7. Мыло может иметь значение рН около 9-10.
Шкала рН
Шкала рН является логарифмической, что означает, что каждая единица изменения представляет собой десятикратное изменение кислотности или щелочности. То есть раствор с рН 3 в десять раз более кислый, чем раствор с рН 4.
Вот визуальный пример шкалы рН:
Как рассчитать рН?
Чтобы рассчитать рН раствора, вам необходимо знать концентрацию ионов водорода в растворе. Шаги следующие:
Пошаговый расчет рН
- Измерьте или найдите концентрацию ионов водорода
[H+]
в молях на литр (молярность). - Используйте формулу рН:
рН = -log10[H+]
- Решите выражение выше, используя научный калькулятор.
Давайте рассмотрим несколько примеров:
Пример 1: Расчет значения рН лимонного сока
Если концентрация ионов водорода в образце лимонного сока составляет 1.0 x 10-2 M
, рассчитайте рН.
Использование формулы:
рН = -log10[1.0 x 10-2]
Значение рН лимонного сока равно 2.
Пример 2: Расчет рН чистой воды
Концентрация ионов водорода для чистой воды составляет 1.0 x 10-7 M
. Рассчитайте рН.
Использование формулы:
рН = -log10[1.0 x 10-7]
рН равно 7, что указывает на то, что чистая вода нейтральна.
Пример 3: Расчет значения рН мыльного раствора
Если концентрация ионов водорода в мыльном растворе составляет 1.0 x 10-9 M
, найдите значение рН.
Использование формулы:
рН = -log10[1.0 x 10-9]
рН равно 9, что является основным, подходящим для мыльных растворов.
Важность рН в повседневной жизни
рН играет важную роль в различных областях, включая, но не ограничиваясь:
- Человеческое тело: Для правильного функционирования ферментов требуется определенный диапазон рН.
- Сельское хозяйство: рН почвы влияет на доступность питательных веществ для растений и урожайность.
- Водная жизнь: Водные организмы требуют определенного уровня рН для выживания.
- Пищевая промышленность: Поддержание правильного рН важно для сохранности и безопасности продуктов питания.
- Медицина: Эффективность некоторых лекарств может зависеть от рН.
рН обычных веществ
Ниже приведен список некоторых обычных веществ и их примерные значения рН:
Вещество | рН |
---|---|
Лимонный сок | 2 |
Уксус | 3 |
Газировка | 4 |
Чистая вода | 7 |
Кровь | 7.4 |
Жидкое мыло | 9-10 |
Раствор аммиака | 11 |
Как мы упоминали, понимание рН важно для выполнения различных химических задач, анализа лабораторных результатов, и это также важно в повседневной жизни.