12.6 La scala del pH
Obiettivi di apprendimento
- Definire il pH.
- Determinare il pH di soluzioni acide e basiche.
Come abbiamo visto, e valori possono essere notevolmente diversi da una soluzione acquosa all’altra. Così i chimici hanno definito una nuova scala che indica succintamente le concentrazioni di uno di questi due ioni.
Il logaritmo negativo della concentrazione dello ione idrogeno. è una funzione logaritmica di :
pH = -log
pH è di solito (ma non sempre) tra 0 e 14. Conoscendo la dipendenza del pH da , possiamo riassumere come segue:
- Se pH < 7, allora la soluzione è acida.
- Se pH = 7, allora la soluzione è neutra.
- Se pH > 7, allora la soluzione è basica.
Questo è noto come la scala del pHLa gamma di valori da 0 a 14 che descrive l’acidità o la basicità di una soluzione. Puoi usare il pH per determinare rapidamente se una data soluzione acquosa è acida, basica o neutra.
Esempio 12
Etichetta ogni soluzione come acida, basica o neutra basandoti solo sul pH dichiarato.
- latte di magnesia, pH = 10.5
- acqua pura, pH = 7
- vino, pH = 3.0
Soluzione
- Con un pH maggiore di 7, il latte di magnesia è basico (il latte di magnesia è in gran parte Mg(OH)2.)
- L’acqua pura, con un pH di 7, è neutra.
- Con un pH inferiore a 7, il vino è acido.
Test Yourself
Identificare ogni sostanza come acida, basica o neutra basandosi solo sul pH dichiarato.
- sangue umano, pH = 7.4
- ammoniaca domestica, pH = 11.0
- ciliegie, pH = 3.6
Risposte
- basico
- basico
- acido
La tabella 12.3 “Valori di pH tipici di varie sostanze*” fornisce i valori di pH tipici di alcune sostanze comuni. Si noti che diversi alimenti sono presenti nella lista, e la maggior parte di essi sono acidi.
Tabella 12.3 Valori di pH tipici di varie sostanze*
| Sostanza | pH |
|---|---|
| acido dello stomaco | 1.7 |
| succo di limone | 2.2 |
| aceto | 2.9 |
| soda | 3.0 |
| vino | 3.5 |
| caffè, nero | 5.0 |
| latte | 6.9 |
| acqua pura | 7.0 |
| sangue | 7.4 |
| acqua di mare | 8.5 |
| latte di magnesia | 10.5 |
| soluzione di ammoniaca | 12.5 |
| 1.0 M NaOH | 14.0 |
| *I valori effettivi possono variare a seconda delle condizioni. | |
pH è una scala logaritmica. Una soluzione che ha un pH di 1.0 ha 10 volte il come una soluzione con un pH di 2.0, che a sua volta ha 10 volte il come una soluzione con un pH di 3.0 e così via.
= 10-pH
Devi determinare come valutare l’espressione sopra sulla tua calcolatrice. Chiedi al tuo istruttore se hai delle domande. L’altro problema che ci riguarda qui sono le cifre significative. Poiché il numero o i numeri prima della virgola in un logaritmo si riferiscono alla potenza su 10, il numero di cifre dopo la virgola è ciò che determina il numero di cifre significative nella risposta finale:
C’è un modo più semplice per relazionare e . Possiamo anche definire pOHil logaritmo negativo della concentrazione dello ione idrossido. simile al pH:
pOH = -log
(Infatti, p “qualsiasi cosa” è definito come il logaritmo negativo di quella cosa.) Questo implica anche che
= 10-pOH
Una relazione semplice e utile è che per qualsiasi soluzione acquosa,
pH + pOH = 14
Questa relazione rende semplice determinare il pH da pOH o pOH da pH e poi calcolare la concentrazione ionica risultante.
Punti chiave
- pH è una funzione logaritmica di .
- può essere calcolato direttamente dal pH.
- pOH è legato al pH e può essere facilmente calcolato dal pH.