Skala kwasowości pH
Stężenia jonów \( [\ce{H^+}] \) i \( [\ce{OH^-}] \) są sobie równe tylko w czystej wodzie i wynoszą \( 10^{-7} \frac {mol}{dm^3} \). W roztworach kwasów, zasad, czy soli stężenia te są różne, ale zawsze zachowana jest stałość iloczynu jonowego wody. W celu wyrażenia kwasowości lub zasadowości roztworu używa się pojęcia pH (tzw. Współczynnik Sӧrensena).
Gdy
\( \ce{pH} = 7 \) to roztwór jest obojętny
\( \ce{pH} > 7 \) to roztwór jest zasadowy
\( \ce{pH} < 7 \) to roztwór jest kwasowy.
W podobny sposób możemy zdefiniować \( \ce{pOH} \).
Po zlogarytmowaniu iloczynu jonowego wody:
Otrzymamy:
Suma wykładników jonów wodorowych i wodorotlenowych w roztworach wodnych zawsze wynosi 14.
Rozwiązanie:
Jeżeli kwas jest całkowicie zdysocjowany na jony to jego \( \alpha = 1 \)
Stężenie jonów w elektrolicie wyrażone jest wzorem:
Gdzie:
\( C_M \)– stężenie molowe elektrolitu
\( \alpha \) – stopień dysocjacji
\( n \) – liczba jonów danego rodzaju, która powstaje z jednej cząsteczki elektrolitu.
Zatem stężenie jonów wodorowych wynosi:
\( [\ce{H^+}] = 0,05 \frac {mol}{dm^3} · 1 · 2 = 10^{ -1} \frac {mol}{dm^3} \)
\( \ce{pH} = \text{-log} 10^{-1} = 1 \)
Odp. \( \ce{pH} \) tego roztworu wynosi 1.
Rozwiazanie:
\( [\ce{H^+}] = C_M · \alpha · n = 0,025 \frac {mol}{dm^3} · 0,2 · 2 = 0,001 \frac {mol}{dm^3} \)
\( \text{-log} [\ce{H^+}] = \text{-log} 10^{-3} = 3 \)
Odp. \( \ce{pH} \) tego roztworu wynosi 3.
Rozwiązanie:
\( [\ce{OH^-}] = C_M · \alpha · n = 0.1 \frac {mol}{dm^3} · 0,01 · 1 = 0,001 \frac {mol}{dm^3} \)
\( \ce{pOH} = \text{-log} [\ce{OH^-}] = \text{-log} 10^{-3} = 3 \)
\( \ce{pH} = 14 - \ce{pOH} = 14 - 3 = 11 \)
Odp. \( \ce{pH} \) tego roztworu wynosi 11.