Inhoud
Als student scheikunde is een van de basisvaardigheden die je leert, hoe je de pH en pOH van zuren en basen kunt berekenen. De concepten en de berekening zijn niet moeilijk als u bekend bent met logaritmen en de concentratie van oplossingen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Om de pH te berekenen = - log (H3O+ ionenconcentratie). Berekening voor pOH is - log (OH- ionenconcentratie).
Betekenis van pH en pOH
Voor zuren en basen omvat de oplossingsconcentratie getallen die over een breed bereik van waarden kunnen veranderen - meer dan een miljoen tot één. In tegenstelling tot de meeste eenheden, die lineair zijn, zijn pH en pOH beide gebaseerd op de gemeenschappelijke (base 10) logaritme, waarmee u waarden kunt uitdrukken in een of twee cijfers die anders vele orden van grootte zouden overspannen. Hoewel dit even wennen is, is de compactheid van pH- en pOH-eenheden handig en bespaart u tijd en verwarring. De pH-eenheid geeft de zuurgraad aan, waarbij kleinere getallen grotere concentraties H3O betekenen+ (hydronium) ionen, en variëren van meer dan 14 (zeer alkalisch) tot negatieve getallen (zeer zuur; deze negatieve getallen worden voornamelijk voor academische doeleinden gebruikt). Op deze schaal heeft gedeïoniseerd water een pH van 7. De pOH-schaal lijkt veel op de pH, maar is omgekeerd. Het gebruikt hetzelfde nummeringssysteem als de pH, maar meet OH- ionen. Op deze schaal heeft water dezelfde waarde (7), maar je vindt basen aan de onderkant en zuren aan de bovenkant.
PH berekenen
Om de pH uit de molaire concentratie van een zuur te berekenen, neemt u het gemeenschappelijke logboek van de H3O+ ionenconcentratie en vermenigvuldig met -1: pH = - log (H3O+). Wat is bijvoorbeeld de pH van een 0,1 M oplossing van zoutzuur (HCl), ervan uitgaande dat het zuur volledig is gedissocieerd in ionen in de oplossing? De concentratie van H3O+ ionen is 0,1 mol per liter. pH = - log (.1) = - (- 1) = 1.
POH berekenen
De berekening voor pOH volgt dezelfde regels als voor pH, maar gebruikt de concentratie van OH- ionen: pOH = - log (OH-). Zoek bijvoorbeeld de pOH van een 0,02 M oplossing van natriumhydroxide (KOH). De concentratie van OH- ionen is 0,02 mol per liter. pOH = - log (.02) = - (- 1.7) = 1.7.
PH en pOH toevoegen
Wanneer u zowel de pH als de pOH van een bepaalde oplossing berekent, tellen de getallen altijd op tot 14. De pH en pOH van water zijn bijvoorbeeld 7 en 7 + 7 = 14. De 0,02 M oplossing van natriumhydroxide in het voorbeeld hierboven heeft een pH van 12,3. Dit betekent dat als u de pH weet, u deze kunt aftrekken van 14 om de pOH te vinden en vice versa.