PH: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Αντικατάσταση της σελίδας με '{{DISPLAYTITLE:pH}} pH είναι το σήμα του μόλυβδου. Κατηγορία:Χημεία οξέων - βάσεων ...' |
|||
Γραμμή 1:
{{DISPLAYTITLE:pH}}
{{άλλεςχρήσεις}}
{{Άλλεςχρήσεις4||pk<sub>a</sub>|Σταθερά διάστασης οξέος}}
[[File:Lemon.jpg|thumb|Η ξινή γεύση του χυμού του [[λεμόνι|λεμονιού]], προκαλείται γιατί αποτελείται από 5% με 6% [[κιτρικό οξύ]], που έχει pH περίπου 2,2.]]
Το '''pH''' (προφέρεται ''πεχά'') είναι ένας εύχρηστος τρόπος έκφρασης της [[συγκέντρωση|συγκέντρωσης]] των [[ιόν|ιόντων]] [[υδρογόνο|υδρογόνου]] πιο σωστά των κατιόντων υδροξωνίου (H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) σε ένα [[νερό|υδατικό]] [[διάλυμα]]. <br />
Πιο συγκεκριμένα, με "pH" συμβολίζεται ο [[αρνητικός αριθμός|αρνητικός]] δεκαδικός [[λογάριθμος]] της συγκέντρωσης των ιόντων [[Υδροξώνιο|υδροξωνίου]] (κατιόντα υδρογόνου) στο διάλυμα. Δηλαδή:
:: <math>\mathrm{pH} = - \log[{\textrm{H}^+}] </math>
Ακριβέστερος είναι ο ορισμός που δίνεται με χρήση της ενεργότητας, <math>a_{\textrm{H}^+}</math>, των ιόντων Η<sup>+</sup> :
:: <math>\mathrm{pH} = - \log(a_{\textrm{H}^+}) = \log\left(\frac{1}{a_{\textrm{H}^+}}\right)</math>
Η ενεργότητα είναι πάντα μικρότερη από τη συγκέντρωση και ορίζεται ως η συγκέντρωση (σε mol/L) ενός ιόντος πολλαπλασιασμένη με το συντελεστή ενεργότητας.
* Το '''pH''' αποτελεί μέτρο [[οξύ|οξύτητας]] ή [[βάση|αλκαλικότητας]] μιας [[χημική ουσία|χημικής ουσίας]], εξ ου και αναφέρεται ως '''ενεργός οξύτητα'''.
Η έννοια και η κλίμακα του pH επινοήθηκε το [[1909]] από το [[Δανία|Δανό]] [[Χημεία|χημικό]] [[Σέρενσεν]] (Sören Peter Lauritz Sörensen), επικεφαλής του χημικού τμήματος του εργαστηρίου Carlsberg.
== Η χρήση του pH ==
{| align=right style="border: 2px dotted black; margin: 0 0 0.5em 1em;"
<caption>'''''Τιμές του pH για διαλύματα συνηθισμένων ουσιών'''''</caption>
| '''Ουσία/Διάλυμα''' ||<center> pH
|-
| [[Διάλυμα]] [[υδροχλώριο|υδροχλωρίου (HCl)]] 1 M
|bgcolor=#CC0000|<center> 0
|-
| [[Υδροχλωρικό οξύ|Γαστρικό υγρό]]
|bgcolor=#FF0000|<center> 1,5
|-
| Χυμός [[λεμόνι|λεμονιού]]
|bgcolor=#FF3300|<center> 2,4
|-
| [[Coca-Cola]]
|bgcolor=#FF6600|<center> 2,5
|-
| [[Ξύδι]]
|bgcolor=#FF9900|<center> 2.9
|-
| Χυμός [[πορτοκάλι|πορτοκαλιού]]
|bgcolor=#FFCC00|<center> 3
|-
| [[Μπύρα]]
|bgcolor=yellow|<center> 4,5
|-
| [[καφές]]
|bgcolor=yellow|<center> 5,0
|-
| [[Τσάι]]
|bgcolor=yellow|<center> 5,5
|-
| [[όξινη βροχή]]
|bgcolor=#CCFF00|<center> < 5,6
|-
| [[Γάλα]]
|bgcolor=#339933|<center> 6,5
|-
| Καθαρό [[νερό]]
|bgcolor=green|<center> 7,0
|-
| [[Σάλιο]] υγιούς ατόμου
|bgcolor=green|<center> 6,5-7,4
|-
| [[Αίμα]]
|bgcolor=#009966|<center> 7,35 – 7,45
|-
| [[Θάλασσα|Θαλασσινό]] νερό
|bgcolor=#006699|<center> 8,0
|-
| [[Σαπούνι]]
|bgcolor=blue|<center> 9,0 – 10,0
|-
| [[αμμωνία]] εμπορίου
|bgcolor=blue|<center> 11,5
|-
| [[χλωρίνη]]
|bgcolor=blue|<center> 12
|-
|Διάλυμα [[NaOH]] 1 Μ
|bgcolor=blue|<center> 14
|}
Στους 25 °C, η '''κλίμακα pH''' κυμαίνεται από 0 έως 14 και χρησιμοποιείται ευρέως για τον προσδιορισμό της [[οξύ|οξύτητας]] ενός [[διάλυμα|διαλύματος]]. Διαλύματα για τα οποία η τιμή του pH είναι <u>μικρότερη από 7</u> χαρακτηρίζονται ως [[οξύ|όξινα]], ενώ διαλύματα με pH <u>μεγαλύτερο από 7</u> χαρακτηρίζονται [[βάση|αλκαλικά]]{{ref|alk}}. Tέλος, τα διαλύματα με pH=7 ονομάζονται [[ουδέτερη ουσία|ουδέτερα]]. Στο διπλανό πίνακα εμφανίζονται οι τιμές του pH για τα διαλύματα ορισμένων ουσιών που χρησιμοποιούνται συχνά.
Για τα περισσότερα διαλύματα η τιμή του pH βρίσκεται κάπου ανάμεσα στο 0 και το 14, ακριβέστερα μεταξύ 1 και 13 αφού οι μετρήσεις pH στα άκρα της κλίμακας εμπεριέχουν μεγάλο βαθμό αβεβαιότητας. Παρόλ' αυτά, ιδιαίτερα όξινα ή αλκαλικά διαλύματα είναι δυνατόν θεωρητικά να έχουν pH μικρότερο από 0 ή μεγαλύτερο από 14. Κάτι τέτοιο δεν αντιτίθεται στο μαθηματικό ορισμό του pH, το οποίο ως [[λογαριθμική συνάρτηση]] μπορεί θεωρητικά να παίρνει οσοδήποτε μικρές και οσοδήποτε μεγάλες τιμές. Για παράδειγμα, όξινο διάλυμα με συγκέντρωση των ιόντων υδροξωνίου ίση με 3 [[Γραμμομόριο|mol]]/[[λίτρο|L]], ([H<sub>3</sub>Ο<sup>+</sup>] = 3 [[Molarity|M]]) θα πρέπει να έχει pH = -0,48. Εντούτοις, αρνητικές τιμές pH αντιτίθενται στον "χημικό" ορισμό του pH και δε μπορούν να μετρηθούν με πεχάμετρο επειδή τέτοια πολύ πυκνά διαλύματα περιέχουν λίγο νερό και συνεπώς δεν είναι πλέον "υδατικά διαλύματα".
== Το pOH ==
Σπανιότερα, και σε αντιστοίχιση με την έννοια του pH, χρησιμοποιείται και η έννοια του pOH (προφέρεται 'πε-ο-χά'). Το pOH ορίζεται ως ο αρνητικός δεκαδικός λογάριθμος της συγκέντρωσης των ιόντων [[υδροξύλιο|υδροξυλίου]] [ΟH<sup>-</sup>] σε ένα υδατικό διάλυμα.
Δηλαδή:
'''pOH = —log[OH<sup>-</sup>]'''
Σε ένα υδατικό διάλυμα, πραγματοποιείται [[αυτοϊοντισμός]] του νερού. Με άλλα λόγια, ορισμένα [[μόρια]] νερού διασπώνται προς σχηματισμό ιόντων υδροξωνίου και υδροξυλίου:
2H<sub>2</sub>Ο ↔ H<sub>3</sub>Ο<sup>+</sup> + OH<sup>—</sup>
Ο αριθμός των σχηματιζόμενων ιόντων είναι μικρός. Αποδεικνύεται όμως ότι σε συγκεκριμένη [[θερμοκρασία]] το γινόμενο των συγκεντρώσεων [H<sub>3</sub>Ο<sup>+</sup>] και [OH<sup>—</sup>] είναι σταθερό. Για παράδειγμα, στους 25<sup>ο</sup>C το γινόμενο αυτό, το οποίο ονομάζεται [[σταθερά ιοντισμού του νερού]] και συμβολίζεται με K<sub>w</sub>, είναι ίσο με 10<sup>-14</sup>. Ισχύει δηλαδή:
[H<sub>3</sub>Ο<sup>+</sup>]·[OH<sup>—</sup>] = 10<sup>-14</sup>
Λογαριθμίζοντας την παραπάνω σχέση βρίσκουμε ότι ανάμεσα στο pH και το pOH σε ένα υδατικό διάλυμα στους 25 °C ισχύει:
<center>'''pH + pOH = 14'''</center>
== Μέτρηση του pH ==
Οι βασικοί τρόποι με τους οποίους μπορεί να μετρηθεί το pH ενός διαλύματος είναι οι εξής:
[[Αρχείο:PH_indicator_paper.jpg|thumb|right|100px|Ένα πεχαμετρικό χαρτί, τοποθετημένο πάνω σε χρωματικό πίνακα]]
* Με τη χρήση δεικτών. Προσθέτοντας ένα [[δείκτης οξέος-βάσης|δείκτη οξέος-βάσης]] στο διάλυμα. Οι δείκτες οξέος-βάσης (ονομάζονται και 'ηλεκτρολυτικοί' ή 'πρωτολυτικοί' δείκτες) είναι ουσίες των οποίων το [[χρώμα]] αλλάζει ανάλογα με το pH του διαλύματος στο οποίο προστίθενται.
:Για παράδειγμα, ο δείκτης [[φαινολοφθαλεΐνη]] είναι άχρωμος όταν βρίσκεται μέσα σε διάλυμα με pH μικρότερο του 8,2 και [[κόκκινο|κόκκινος]] όταν το διάλυμα έχει pH μεγαλύτερο του 8,2. Αντίθετα το [[βάμμα του ηλιοτροπίου]] είναι κόκκινο παρουσία [[οξύ|οξέων]] και [[μπλε]] παρουσία [[αλκάλια|αλκαλίων]].
:Η χρήση ενός μόνο δείκτη έχει περιορισμένες δυνατότητες, όσον αφορά την ακρίβεια στη μέτρηση του pH. Παρόλ' αυτά, η χρήση περισσοτέρων δεικτών (ή ενός δείκτη σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους) μπορεί να οδηγήσει σε ιδιαίτερα ακριβείς μετρήσεις. Σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιείται πεχαμετρικό χαρτί, δηλαδή ειδικό [[χαρτί]] διαποτισμένο με μείγμα δεικτών. Το πεχαμετρικό χαρτί εισάγεται στο υπό μελέτη διάλυμα, οπότε ανάλογα με το pH αποκτά συγκεκριμένο χρώμα. Η σύγκριση του χρώματος αυτού με ειδικούς χρωματικούς πίνακες οδηγεί σε μια καλή προσέγγιση για το pH του διαλύματος.
* Με τη χρήση ενός [[πεχάμετρο|πεχάμετρου]]. Το πεχάμετρο είναι μία ειδική συσκευή που χρησιμοποιεί την αρχή της ποτενσιομετρικής μέτρησης του pH (ηλεκτρομετρική μέθοδος). Το πεχάμετρο βοηθά στην περίπτωση που απαιτείται ιδιαίτερη ακρίβεια στη μέτρηση του pH.
== Σημειώσεις ==
# {{note|alk}} Πολλές φορές, αντί του όρου 'αλκαλικό', για το χαρακτηρισμό ενός τέτοιου διαλύματος χρησιμοποιείται ο όρος 'βασικό'.
== Δείτε επίσης ==
* [[Προσδιορισμός του pH]]
* [[Αντιδράσεις οξέος-βάσης]]
* [[Οξέα]]
* [[Βάσεις]]
* [[Άλατα]]
==Εξωτερικοί σύνδεσμοι==
{{commonscat}}
[[Κατηγορία:Χημεία οξέων - βάσεων]]
[[Κατηγορία:Διαλύματα]]
| |||