Sådan beregnes pH-effekten af fortynding

Fortynding er en almindelig laboratorieteknik, som de fleste naturvidenskabelige studerende støder på, når de ønsker at opnå en specifik koncentration af en løsning. Men det er også, hvad du gør, når du tilføjer vand til din mad og drikke derhjemme for at gøre dem mere til din smag. Fortynding påvirker mange egenskaber ved en opløsning, herunder dens pH-niveau.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Fortynding gør en sur opløsning mere basisk og en alkalisk opløsning mere sur . For at finde ud af pH-effekten af fortynding bestemmer du koncentrationen af brintioner og omdanner den til pH ved hjælp af en simpel arbejdsformel.
Betydning af fortynding

For at fortynde en vandig opløsning tilsættes du simpelthen vand til det. Dette øger andelen af opløsningsmidlet eller det flydende materiale til fortynding sammenlignet med det af opløsningen eller den opløste bestanddel i opløsningsmidlet. For eksempel, hvis du fortynder saltvand, vil opløsningen indeholde den samme mængde salt, men mængden af vand vil stige.
Betydning af pH

pH-skalaen måler, hvor surt eller alkalisk et stof er. Det løber fra 0 til 14, hvor en pH på 7 er neutral, en pH lavere end 7 er sur og en pH, der er højere end 7, er alkalisk. Skalaen er logaritmisk, hvilket betyder, at hver hele pH-værdi under 7 er ti gange mere sur end den næste højere værdi. F.eks. Er pH 3 ti gange surere end pH 4 og 100 gange surere end pH 5.

Det samme gælder for pH-værdier over 7. Hver værdi er ti gange mere basisk end den næste lavere helhed værdi. F.eks. Er pH 9 ti gange mere alkalisk end pH 8 og 100 gange mere alkalisk end pH 7. Rent eller destilleret vand har en pH på 7, men når du tilsætter kemikalier til vand, kan opløsningen blive sur eller alkalisk. PH-niveauet for en opløsning er et mål for dens hydrogenionkoncentration. Opløsninger med en høj koncentration af hydrogenioner har en lav pH-værdi, og opløsninger med en lav koncentration af H + -ioner har en høj pH-værdi.
Fortynding af en syre

Sure stoffer inkluderer sort kaffe, batterisyre og citronsaft . Fortynding af en syre formindsker koncentrationen af H + (aq) -ioner, hvilket øger pH-niveauet for opløsningen mod 7, hvilket gør den mindre sur. Imidlertid kan pH-niveauet i en sur opløsning ikke blive større end 7, fordi det vand, du tilsætter for at fortynde det, ikke er alkalisk.
Fortynding af en alkali

Alkaliske stoffer inkluderer ammoniak, bagepulver og blegemiddel. Ved fortynding af et alkali nedsættes koncentrationen af OH- (aq) ioner, hvilket formindsker pH-niveauet for opløsningen mod 7, hvilket gør den mindre basisk. Imidlertid kan pH-niveauet for en alkalisk opløsning ikke blive lavere end 7, fordi det vand, du tilsætter for at fortynde det, ikke er surt.
Beregning af pH-effekt af fortynding

pH-værdien af en opløsning er et mål af dens hydrogenionkoncentration. Opløsninger med en høj koncentration af hydrogenioner har en lav pH, og opløsninger med en lav koncentration af H + -ioner har en høj pH. En simpel arbejdsdefinition af pH er pH \u003d - log [H +], hvor [H +] er hydrogenionmolariteten. En logaritme af et tal er simpelthen eksponenten, når du skriver dette tal som en magt på ti. Definitionen af pH løst for hydrogenionmolaritet er derefter [H +] \u003d 10-pH. F.eks. Er molariteten af hydrogenioner i en pH-opløsning 10 <-6> Brug denne beregning til at estimere hydrogenionkoncentrationen før fortynding.

Efter fortynding måles opløsningens nye volumen. Hvis du f.eks. Fortynder opløsningen til fire gange dens oprindelige volumen, reduceres koncentrationen til en fjerdedel. Hvis det originale volumen er V1, og det totale volumen efter fortynding er V4, vil den endelige koncentration være V1 /V4 gange den oprindelige koncentration. Du kan derefter konvertere hydrogenionkoncentrationen tilbage til pH ved hjælp af pH \u003d - log [H +].