pH スケールは 0 ～ 14 の範囲で、酸性度またはアルカリ度の尺度です。教室や研究室では、物質の pH を知ることには多くの利点があります。 pH を使用して、物質が何であるか、特定の状況下でどのように反応するかを判断できます。
また、ヒドロニウムまたは水酸化物イオンの濃度を決定するためにも使用できます。これにより、溶液中の他のイオンの濃度を決定できます。
以下の pH 方程式を使用して計算を実行し、未知数を解くことができます。
水溶液中の水素イオン (H+) は、水分子と結合してヒドロニウム イオン (H3O+) を形成します。
2 H2O ==> H3O+ + ああ−
pH 方程式
次の式は、化学の基本的かつ有用な定番であり、pH 計算機のようなものと見なすことができます。 pH がわかればヒドロニウム イオン濃度を解くことができ、逆にヒドロニウム イオン濃度がわかれば pH を解くことができます。
pH =− log [H3O+]
溶液の pH は、ヒドロニウム イオン (H3O+) 濃度の負の対数に等しくなります。
例 1:pH を見つける [H3O+] から。
0.1 M 塩酸 (HCl) の 1.0 L サンプルでは、ヒドロニウム イオンの濃度は 1 × 10 です。pH とは?
pH =− log [H3O+]
pH =− ログ (1 × 10 )
pH =- ( - 1)
pH =1
pH 変換
例 2:[H3O+] を見つける pHから
溶液のpHが4.3の場合。ヒドロニウムイオンの濃度は?
最初のステップは並べ替えです 方程式 :
[H3O+] =10 [H3O+] =10 [H3O+] =5.01 × 10
例 3:基地だとしたら?
水のイオン積定数 (K
Kw =1 × 10 =[H3O+] × [OH]
[H3O+] =(1 × 10 ) / [OH-]
[OH-] =4.0 x 10 M の場合、溶液の pH は?
ステップ 1
[H3O+] =(1 × 10 ) / [OH-]
[H3O+] =(1 × 10 ) / (4.0 × 10 )
[H3O+] =0.25 × 10
ステップ 2
pH =− log [H3O+]
pH =− log (0.25 × 10 )
pH =- ( - 3.60)
pH =3.60
有効数字
有効数字を決定するための規則はかなり厳密ですが、pH の計算は、小数点以下の数字のみを使用するという点で、やや特殊です。 sig figs としてカウントされます!
酸解離定数 (Ka)
酸解離定数は、イオン化された形の酸の部分です。弱酸はK
H2 CO3 (aq) ↔ HCO3 (aq) + H (aq) K
炭酸はジプロトン酸であり、別の H を供与できるため、2 番目の解離方程式は次のようになります。
HCO3 (aq) ↔ CO3 (aq) + H (aq) K
強酸は大きな解離定数を持っています。それらは水中で完全に解離します。硝酸は強酸の良い例です。硝酸の平衡方程式は次のとおりです。
HNO3 (aq) ↔ NO2 + H K
K
