Загрузить PDFЗагрузить PDFX
Соавтор(ы): Chris Hasegawa, PhD. Доктор Крис Хасегава — бывший преподаватель естественных наук и декан из Университета штата Калифорния, Монтерей-Бэй. Специализируется на обучении студентов сложным научным концепциям. Имеет степень бакалавра по биохимии, магистерскую степень по педагогике и сертификат на право заниматься преподаванием, полученный в Калифорнийском университете в Дейвисе. Получил научную степень PhD по учебному планированию и методике преподавания в Орегонском университете. До того как стать преподавателем, занимался биохимическими исследованиями в области нейрофармакологии в Национальном институте здравоохранения. Также преподавал физику и биологию и работал администратором в государственных школах в Калифорнии, Орегоне и Аризоне.
Количество просмотров этой статьи: 147 826.
В быту под pH подразумевают обычно шкалу, используемую для описания нейтральности или, наоборот, недостатка нейтральности того или иного вещества. В научном значении величина pH соответствует количеству ионов в химическом растворе. Если вы изучаете химию или связанные с ней предметы, вам может понадобиться рассчитать уровень pH, основываясь на концентрации веществ в растворе. Значение pH находится по следующей формуле: pH = -lg[H3O+].
Шаги
Ознакомьтесь с понятием pH. Величина pH соответствует концентрации ионов водорода в растворе. Раствор с повышенной концентрацией ионов водорода называется кислотным, а раствор с пониженной концентрацией этих ионов – щелочным.[1] Ионы водорода кратко обозначают как H+. Их можно представлять и в составе соединения, тогда они называются гидроксонием и записываются как H30+.- Ознакомьтесь со шкалой pH. Значения на шкале pH изменяются от 1 до 14. Чем меньше число, тем более кислотным является данный раствор. И наоборот, чем выше значение, тем более щелочным является раствор.[2] Например, pH апельсинового сока составляет 2, поскольку этот сок представляет собой довольно кислотную жидкость. У хлорного отбеливателя pH равно 12, так как в нем много щелочи.[3] В середине шкалы располагаются относительно нейтральные растворы, такие как вода, pH которой составляет 7.
- Разница между двумя растворами на 1 пункт по шкале pH означает, что они различаются по кислотности в 10 раз. Например, если взять два раствора со значениями pH 6 и 7, кислотность первого раствора с pH 6 будет выше кислотности второго раствора с pH 7 в 10 раз. А, например, кислотность раствора с pH 6 выше кислотности раствора с pH 8 в 100 раз.[4]
Запомните уравнение для определения pH. Шкала pH вычисляется с помощью отрицательного десятичного логарифма. Отрицательный десятичный логарифм соответствует числу нулей, стоящих перед единицей, включая и ноль целых: например, отрицательный десятичный логарифм числа 0,1 равен 1, числа 0,01 — 2, и так далее.[5] Формула для нахождения pH выглядит следующим образом: pH = -lg[H3O+].- Иногда формулу записывают в виде pH = -lg[H+]. Неважно, стоит ли в уравнении H3O+ или H+, обе формы записи равноценны.
- Для нахождения pH необязательно уметь рассчитывать десятичный логарифм, так как практически в каждом научном или инженерном калькуляторе есть опция его вычисления.
Ознакомьтесь с понятием концентрации. Концентрация какого-либо вещества соответствует числу частиц этого вещества, присутствующих в растворе.[6] Как правило, концентрация выражается в количестве молей на единицу объема и обозначается как m/V, или M. В химических лабораториях концентрации растворов пишут на бутылках с ними. Если вы решаете химическую задачу, концентрация может быть дана в условии, либо ее требуется найти.Реклама
Вспомните формулу для нахождения pH. Вот эта формула: pH = -lg[H3O+].[7] Убедитесь в том, что вы знакомы со всеми элементами, входящими в данную формулу. Посмотрите, какая величина соответствует концентрации.- В химии квадратные скобки означают концентрацию чего-либо. Так что формула для расчета pH читается как «pH равно отрицательному логарифму концентрации гидроксоний-ионов».
Определите действительную концентрацию. Внимательно прочитайте условие задачи. Найдите в исходных данных концентрацию кислоты или щелочи. Запишите полную формулу на листке бумаги, подставив в нее известные величины.[8] Чтобы не возникло путаницы, рядом с числами всегда указывайте единицы измерения.- Например, если концентрация составляет 1,05 x 105 M, запишите формулу для расчета pH в следующем виде: pH = -lg[1,05 x 105 M]
Вычислите pH. Для этого удобно использовать научный калькулятор. Сначала введите знак минуса, нажав кнопку «+/-». Затем нажмите кнопку «log», соответствующую десятичному логарифму (в английском языке десятичный логарифм обозначается как log). На экране отобразится «-log».[9] Затем нажмите левую скобку и введите концентрацию. При необходимости не забудьте указать значение степени.[10] После этого закройте скобки.[11] В результате на экране калькулятора вы увидите «-log(1,05x105). Нажмите «=». У вас должно получиться значение pH, приблизительно равное 4,98.Реклама
Определите, что дано и что требуется найти. Запишите формулу для вычисления pH. После этого выясните известные величины, выписав их значения под формулой. Например, если известно, что pH равно 10,1, запишите это число под pH в формуле.
Преобразуйте формулу. При этом вам понадобятся знания из школьного курса алгебры. Для вычисления концентрации по известному значению pH необходимо преобразовать формулу так, чтобы концентрация обособленно стояла с какой-либо из двух сторон уравнения. То есть необходимо, чтобы по одну сторону знака равенства было выражение, содержащее величину pH, а по другую — концентрация гидроксония. Сначала умножьте обе части уравнения на -1. Затем возведите 10 в степени, стоящие по обе стороны получившегося равенства.- Преобразовывая равенство pH = -log[H3O+], получаем формулу +[H3O+] = 10-pH, то есть концентрация ионов равна десяти в степени -pH. Теперь вместо pH подставляем известное значение, в нашем случае 10,1.
Решите уравнение. Для возведения десяти в степень в калькуляторе предусмотрена определенная процедура. Сначала наберите 10. Затем нажмите клавишу возведения в степень «EXP». Введите знак минуса и значение степени. Нажмите «=».- В нашем примере pH равно 10,1. Наберите «10» и нажмите клавишу «EXP». После этого нажмите «-/+», меняя знак. И наконец, введите значение pH «10,1» и нажмите клавишу «=». В результате у вас должно получиться 1e-100. Это означает, что концентрация составляет 1,00 x 10-100 M.
Обдумайте полученный ответ. Имеет ли он физический смысл? Если pH равно 10,1, это значит, что концентрация гидроксония чрезвычайно мала, и у вас щелочной раствор.[12] Таким образом, найденная очень низкая концентрация соответствуетРеклама
Советы
- Если вычисление уровня pH поначалу кажется вам трудным, не забывайте, что существует множество источников, позволяющих больше узнать об этом вопросе. Воспользуйтесь учебником химии или попросите преподавателя помочь вам.
Реклама
Источники
- ↑ http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/ph_def.htm
- ↑ http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/ph_def.htm
- ↑ http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/ph_def.htm
- ↑ http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/ph_def.htm
- ↑ https://www.mathsisfun.com/algebra/logarithms.html
- ↑ http://www.gcsescience.com/m28.htm
- ↑ http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch17/ph.php
- ↑ http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch17/ph.php
- ↑ http://www.chemteam.info/AcidBase/pH.html
Об этой статье
Преподаватель естественных наук и декан на пенсии
Соавтор(ы): Chris Hasegawa, PhD. Доктор Крис Хасегава — бывший преподаватель естественных наук и декан из Университета штата Калифорния, Монтерей-Бэй. Специализируется на обучении студентов сложным научным концепциям. Имеет степень бакалавра по биохимии, магистерскую степень по педагогике и сертификат на право заниматься преподаванием, полученный в Калифорнийском университете в Дейвисе. Получил научную степень PhD по учебному планированию и методике преподавания в Орегонском университете. До того как стать преподавателем, занимался биохимическими исследованиями в области нейрофармакологии в Национальном институте здравоохранения. Также преподавал физику и биологию и работал администратором в государственных школах в Калифорнии, Орегоне и Аризоне. Количество просмотров этой статьи: 147 826.
Категории: Химия
Эту страницу просматривали 147 826 раз.
Была ли эта статья полезной?
⚠️ Disclaimer:
Content from Wiki How Русский language website. Text is available under the Creative Commons Attribution-Share Alike License; additional terms may apply.
Wiki How does not encourage the violation of any laws, and cannot be responsible for any violations of such laws, should you link to this domain, or use, reproduce, or republish the information contained herein.
- - A few of these subjects are frequently censored by educational, governmental, corporate, parental and other filtering schemes.
- - Some articles may contain names, images, artworks or descriptions of events that some cultures restrict access to
- - Please note: Wiki How does not give you opinion about the law, or advice about medical. If you need specific advice (for example, medical, legal, financial or risk management), please seek a professional who is licensed or knowledgeable in that area.
- - Readers should not judge the importance of topics based on their coverage on Wiki How, nor think a topic is important just because it is the subject of a Wiki article.
Реклама
