PH
Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
- Ο σωστός τίτλος του άρθρου είναι pH. To κεφαλαίο αρχικό γράμμα οφείλεται σε τεχνικούς περιορισμούς.
Το pH (προφέρεται πεχά) αποτελεί μέτρο πυκνότητας των ιόντων υδρογόνου σ΄ ένα υδατώδες διάλυμα. Πιο συγκεκριμένα, με "pH" συμβολίζεται ο αρνητικός δεκαδικός λογάριθμος της συγκέντρωσης των ιόντων υδρογόνου [H+] στο διάλυμα. Ο τύπος είναι: pH= 1/-log[H+]
- Από τον παραπάνω τύπο συνάγεται ότι σε μία ουσία όσο εγαλύτερος είναι ο αριθμός των ιόντων H+ τόσο μικρότερο θα είναι το pH. Επειδή δε το pH είναι λογαριθμική συνάρτηση, κάθε αλλαγή μιας μονάδας pH σημαίνει δεκαπλάσια μεταβολή στον αριθμό ατόμων υδρογόνου.
- Το pH αποτελεί μέτρο οξύτητας ή αλκαλικότητας μιας χημικής ουσίας
Η έννοια του pH εισάχθηκε το 1909 από το Δανό χημικό Σέρενσεν (S.P.L. Sørensen).
Πίνακας περιεχομένων |
[Επεξεργασία] Η χρήση του pH
Ουσία/Διάλυμα | pH |
---|---|
Οξύ μπαταρίας |
|
Διάλυμα υδροχλωρίου (HCl) 1 M |
|
Γαστρικό υγρό |
|
Χυμός λεμονιού |
|
Κόκα-κόλα |
|
Ξύδι |
|
Χυμός πορτοκαλιού |
|
Μπύρα |
|
καφές |
|
Τσάι |
|
όξινη βροχή |
|
Γάλα |
|
Καθαρό νερό |
|
Σάλιο υγιούς ατόμου |
|
Αίμα |
|
Θαλασσινό νερό |
|
Σαπούνι |
|
αμμωνία εμπορίου |
|
χλωρίνη |
|
Στις μέρες μας η κλίμακα pH που κυμαίνεται στη φύση από 1.0 (πολύ όξινη) έως 14 (πολύ αλκαλική), χρησιμοποιείται ευρέως για τον προσδιορισμό της οξύτητας ενός διαλύματος. Διαλύματα για τα οποία η τιμή του pH είναι μικρότερη από 7 χαρακτηρίζονται ως όξινα, ενώ διαλύματα με pH μεγαλύτερο από 7 χαρακτηρίζονται αλκαλικά[1]. Tέλος, τα διαλύματα με pH=7 ονομάζονται ουδέτερα. Στο διπλανό πίνακα εμφανίζονται οι τιμές του pH για τα διαλύματα ορισμένων ουσιών που χρησιμοποιούνται συχνά.
Για τα περισσότερα διαλύματα η τιμή του pH βρίσκεται κάπου ανάμεσα στο 1.0 και το 14. Παρόλ' αυτά, ιδιαίτερα όξινα ή αλκαλικά διαλύματα είναι δυνατόν να έχουν pH μικρότερο από 1 (ιδιαίτερα όξινο διάλυμα) ή μεγαλύτερο από 14 (ιδιαίτερα αλκαλικό διάλυμα). Κάτι τέτοιο δεν αντιτίθεται στον ορισμό του pH, το οποίο ως λογαριθμική συνάρτηση μπορεί θεωρητικά να παίρνει οσοδήποτε μικρές και οσοδήποτε μεγάλες τιμές. Για παράδειγμα, στο διάλυμα που υπάρχει μέσα σε μια μπαταρία η συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου είναι περίπου ίση με 3 mol/L, ([H+]=3M), οπότε το pH του είναι αρνητικό (περίπου ίσο με -0,5).
Εισαγωγή κειμένου
[Επεξεργασία] Το pOH
Συχνά στη Χημεία χρησιμοποιείται και η έννοια του pOH (προφέρεται 'πε-ο-χά'). Σε αντιστοιχία με το pH, το pOH ορίζεται ως ο αρνητικός δεκαδικός λογάριθμος της συγκέντρωσης των ιόντων υδροξυλίου [ΟH-] σε ένα υδατικό διάλυμα.
Δηλαδή: pOH=-log[OH-]
Σε ένα υδατικό διάλυμα, πραγματοποιείται αυτοϊοντισμός του νερού. Με άλλα λόγια, ορισμένα μόρια νερού διασπώνται προς σχηματισμό ιόντων υδρογόνου και υδροξυλίου:
H2Ο ↔ H+ + OH-
Ο αριθμός των σχηματιζόμενων ιόντων είναι μικρός. Αποδεικνύεται όμως ότι σε συγκεκριμένη θερμοκρασία το γινόμενο των συγκεντρώσεων [H+] και [OH-] είναι σταθερό. Για παράδειγμα, στους 25οC το γινόμενο αυτό, το οποίο ονομάζεται σταθερά ιοντισμού του νερού, είναι ίσο με 10-14. Ισχύει δηλαδή: [H+] [OH-] = 10-14
Λογαριθμίζοντας την παραπάνω σχέση βρίσκουμε ότι ανάμεσα στο pH και το pOH σε ένα υδατικό διάλυμα ισχύει:
[Επεξεργασία] Μέτρηση του pH
Οι βασικοί τρόποι με τους οποίους μπορεί να μετρηθεί το pH ενός διαλύματος είναι ή με χρωματοδείκτες ή με ειδικά ηλεκτρικά όργανα που χρησιμοποιούν το μέτρο "πεχά" εξ ου και πεχάμετρα καλούμενα.
- Με τη χρήση δεικτών. Προσθέτοντας ένα δείκτη οξέος-βάσης στο διάλυμα. Οι δείκτες οξέος-βάσης (ονομάζονται και 'ηλεκτρολυτικοί' ή 'πρωτολυτικοί' δείκτες) είναι ουσίες των οποίων το χρώμα αλλάζει ανάλογα με το pH του διαλύματος στο οποίο προστίθενται.
- Για παράδειγμα, ο δείκτης φαινολοφθαλεΐνη είναι άχρωμος όταν βρίσκεται μέσα σε διάλυμα με pH μικρότερο του 8,2 και κόκκινος όταν το διάλυμα έχει pH μεγαλύτερο του 8,2. Αντίθετα το βάμμα του ηλιοτροπίου είναι κόκκινο παρουσία οξέων και μπλε παρουσία αλκαλίων.
- Η χρήση ενός μόνο δείκτη έχει περιορισμένες δυνατότητες, όσον αφορά την ακρίβεια στη μέτρηση του pH. Παρόλ' αυτά, η χρήση περισσοτέρων δεικτών (ή ενός δείκτη σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους) μπορεί να οδηγήσει σε ιδιαίτερα ακριβείς μετρήσεις. Σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιείται πεχαμετρικό χαρτί, δηλαδή ειδικό χαρτί διαποτισμένο με μίγμα δεικτών. Το πεχαμετρικό χαρτί εισάγεται στο υπό μελέτη διάλυμα, οπότε ανάλογα με το pH αποκτά συγκεκριμένο χρώμα. Η σύγκριση του χρώματος αυτού με ειδικούς χρωματικούς πίνακες οδηγεί σε μια καλή προσέγγιση για το pH του διαλύματος.
- Με τη χρήση ενός πεχάμετρου. Το πεχάμετρο είναι μία ειδική συσκευή που χρησιμοποιεί την αρχή της ποτενσιομετρικής μέτρησης του pH (ηλεκτρομετρική μέθοδος). Το πεχάμετρο βοηθά στην περίπτωση που απαιτείται ιδιαίτερη ακρίβεια στη μέτρηση του pH.
[Επεξεργασία] Σημειώσεις
- ^ Πολλές φορές, αντί του όρου 'αλκαλικό', για το χαρακτηρισμό ενός τέτοιου διαλύματος χρησιμοποιείται ο χημικός όρος 'βασικό'.