pH je měřítkem vodík ion koncentrace, míra kyselost nebo zásaditost a řešení. Měřítko pH se obvykle pohybuje od 0 do 14. Vodní roztoky při 25 ° C s pH nižším než 7 jsou kyselý, zatímco ty s pH vyšším než 7 jsou bazické nebo alkalické. Hladina pH 7,0 při 25 ° C je definováno jako „neutrální" protože koncentrace H3Ó+ se rovná koncentraci OH− v čisté vodě. Mohly by mít velmi silné kyseliny negativní pH, zatímco velmi silné báze mohou mít pH vyšší než 14.
Rovnice pH
Rovnice pro výpočet pH navrhl v roce 1909 dánský biochemik Søren Peter Lauritz Sørensen:
pH = -log [H+]
kde log je logaritmus základny 10 a [H+] znamená koncentraci vodíkových iontů v jednotkách mol na litr roztoku. Termín „pH“ pochází z německého slova „potenz“, což znamená „síla“, v kombinaci s H, prvkem symbolu pro vodík, takže pH je zkratka pro „sílu vodíku“.
Příklady hodnot pH běžných chemikálií
Každý den pracujeme s mnoha kyselinami (nízké pH) a zásadami (vysoké pH). Příklady hodnot pH laboratorních chemikálií a výrobků pro domácnost zahrnují:
0: kyselina chlorovodíková
2,0: citronová šťáva
2,2: ocet
4.0: víno
7.0: čistá voda (neutrální)
7.4: lidská krev
13,0: louh
14,0: hydroxid sodný
Ne všechny kapaliny mají hodnotu pH
pH má význam pouze ve vodném roztoku (ve vodě). Mnoho chemikálií, včetně tekutin, nemá hodnoty pH. Pokud není voda, není pH. Například neexistuje hodnota pH pro rostlinný olej, benzín nebo čistý alkohol.
IUPAC Definice pH
Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie (IUPAC) má mírně odlišnou stupnici pH, která je založena na elektrochemických měřeních standardního pufrového roztoku. Definice v podstatě používá rovnici:
pH = -log aH +
kdeH + znamená vodíkovou aktivitu, což je účinná koncentrace vodíkových iontů v roztoku. To se může mírně lišit od skutečné koncentrace. Stupnice IUPAC pH také zahrnuje termodynamické faktory, které mohou ovlivňovat pH.
Pro většinu situací postačuje standardní definice pH.
Jak se měří pH
Hrubé měření pH lze provádět pomocí lakmusový papír nebo jiný typ papíru pH, o kterém je známo, že mění barvy kolem určité hodnoty pH. Většina indikátorů a papírů o pH je užitečná pouze pro zjištění, zda je látka kyselinou nebo zásadou nebo pro identifikaci pH v úzkém rozmezí. Univerzální indikátor je směs indikátorových roztoků určených k zajištění změny barvy v rozmezí pH 2 až 10.
Přesnější měření se provádí pomocí primárních standardů pro kalibraci skleněné elektrody a pH metru. Elektroda pracuje měřením rozdílu potenciálu mezi vodíkovou elektrodou a standardní elektrodou. Příkladem standardní elektrody je chlorid stříbrný.
Použití pH
pH se používá v každodenním životě i ve vědě a průmyslu. Používá se při vaření (např. Při reakci práškového pečiva a kyseliny na vzestup pečeného zboží), při navrhování koktejlů, v čisticích prostředcích a při konzervování potravin. Je to důležité při údržbě bazénu a čištění vody, zemědělství, medicíně, chemii, strojírenství, oceánografii, biologii a dalších vědách.