Razmerje med vodikovima ionoma in pH - Razlika Med

Razmerje med vodikovima ionoma in pH

pH je glavni parameter, ki se meri pri določanju kakovosti vode.Označuje, ali je vodni vir dobre kakovosti, ki ga je mogoče uporabiti za pitje in druge potrebe hiše. Poleg tega je vzdrževanje ustreznega pH ključnega pomena tudi za nekatere kemijske reakcije. PH sistema je odvisen od koncentracije vodikovih ionov v tem sistemu. Koncentracija vodikovih ionov v raztopini je količina vodikovih ionov (v enotah mol), prisotnih v litru raztopine. pH je logaritemska vrednost inverzne koncentracije vodikovih ionov. To je razmerje med vodikovimi ioni in pH.

Pokrita ključna območja

1. Kaj so vodikovi ioni
      - Definicija, lastnosti
2. Kaj je pH
      - Definicija, lastnosti, merilo in meritve
3. Kakšna je povezava med vodikovimi ioni in pH
- Razlaga s primeri

Ključni pojmi: kislost, alkalnost, osnovnost, vodikovi ioni, hidronij ion, pH, proton


Kaj so vodikovi ioni

Vodikovi ioni so ionske oblike elementa vodika; to je podano s simbolom H+. Ion nastane, ko se elektroni odstranijo ali dodajo atomu. Ko se elektroni odstranijo iz atoma, postane kation. Ko se atomi dodajo elektroni, postane anion. Vodik ima v nevtralnih atomih le en elektron v plinski fazi. Najstabilnejši izotop vodika vsebuje proton v svojem jedru. Zato je pozitivni naboj jedra (zaradi prisotnosti protona) nevtraliziran z edinim elektronom, ki ga ima. Toda ko je ta elektronov odstranjen iz vodikovega atoma, je prisoten le pozitivno nabite proton. Zato vodik postane vodikov ion. Tako je vodikov ion le proton.

V vodnih raztopinah je vodikov ion ali proton v kombinaciji s H2O (vodne) molekule. Potem se imenuje a hidronijev ion. Simbol za hidronijev ion je H3O+. Ta simbol je ustvarjen iz H+-H2O kombinacija.


Slika 1: Kemijska struktura hidronskega iona

Kislost spojine je določena z njegovo sposobnostjo sproščanja vodikovih ionov (ali protonov). Zato so močne kisline spojine, ki lahko popolnoma ionizirajo in sproščajo vse vodikove ione, ki jih imajo. Šibke kisline so spojine, ki se lahko delno disociirajo v svoje ione in sproščajo nekaj vodikovih ionov. Količina vodikovih ionov, ki so prisotni v sistemu, se lahko določi s preučevanjem pH tega sistema. Kislinsko-bazne titracije v glavnem temeljijo na vodikovih ionih v sistemu. Za določanje števila vodikovih ionov v vodni raztopini kisline lahko uporabimo bazo.

Poleg tega lahko vodikovi ioni obstajajo tudi anioni. Ker ima atom vodika nesporen elektronov v orbitalni 1s, lahko v orbitalno sabo dobi še en elektron, da dokonča orbital in dobi elektronsko konfiguracijo helija (He). Nato je označen kot H. To se zgodi zato, ker je atom vodika sestavljen iz protona in v atomu ni drugega pozitivnega naboja, ki bi nevtraliziral prihajajoči elektron.

Na splošno je vodik nagnjen k oblikovanju pozitivnega iona, ker ima manj elektronegativnosti kot večina drugih elementov. Toda ko je vezan na elemente, kot so kovine z zelo nizko elektronegativnostjo kot vodik, namesto kationov tvori anione.

Kaj je pH

pH je logaritemska vrednost inverzne koncentracije vodikovih ionov (natančneje aktivnost vodikovih ionov). pH je pravzaprav lestvica, ki se uporablja za določanje kislosti ali bazičnosti (alkalnosti) sistema. Logaritemska vrednost je zato, ker ima koncentracija vodikovih ionov v raztopini zelo malo. Na primer, koncentracija vodikovih ionov v čisti vodi pri 25 ° CoC je približno 10-7 mol / L. Zato se namesto aktivnosti upošteva koncentracija vodikovih ionov, logaritemska vrednost pa se uporabi za lažjo identifikacijo in primerjavo teh koncentracij. Pri izračunu pH je treba vrednosti koncentracije vodikovih ionov vzeti v mol / L.

Vrednost pH se giblje od 1 do 14. pH 7 se šteje za nevtralni pH sistema. Kisline imajo vrednosti pH nižje od 7 in baze imajo vrednost pH nad pH 7. Močne kisline kažejo vrednosti pH od 1 do 3, medtem ko šibke kisline kažejo vrednosti pH od 4 do 6. Če ima sistem pH vrednost blizu 14, se šteje, da ima pH vrednost blizu 14. kot temeljno.


Slika 2: Lestvica pH

PH lahko izmerimo z različnimi metodami. Za določitev, ali je raztopina kisla ali bazična, se lahko uporabijo lakmusovi papirji. pH papirje lahko uporabite za določanje vrednosti pH kot celote. Uporabijo se lahko tudi metode titracije.

Razmerje med vodikovima ionoma in pH

Med vodikovimi ioni in pH je neposredna povezava. PH raztopine je odvisen od koncentracije vodikovih ionov v tej raztopini. Vrednost pH je logaritemska vrednost inverzne aktivnosti vodikovih ionov. Ker je koncentracija vodikovih ionov pogosto zelo nizka, se šteje, da je ionska aktivnost enaka koncentraciji vodikovih ionov. Nato je pH logaritem inverzne koncentracije vodikovih ionov.

pH = -log10[aH +]

Kjer je a dejavnost.

pH = -log10[H+(aq)]

Zato obstaja neposredna povezava med pH in koncentracijo vodikovih ionov v raztopini.

Zaključek

PH raztopine je v glavnem odvisen od koncentracije vodikovih ionov v tej raztopini. Koncentracija vodikovih ionov se spreminja glede na vrste kemikalij, ki so prisotne v tej raztopini, in glede na spremembe temperature te raztopine.

Reference:

1. “Vodikov ion.” Encyclopædia Britannica. Enciklopedija Britannica, inc., N.d. Splet.