Kandungan
- Definisi Skala pH
- Tujuan Tujuan Skala pH
- Contoh-contoh Bahan Asidik
- Contoh Bahan Alkali
- Mencampurkan Asid dan Alkali
- Cara Mengukur pH
Anda mungkin tahu bahawa paras air pH adalah 7, pH cuka adalah kira-kira 3 dan pH natrium hidroksida adalah sekitar 13, tetapi apakah maksudnya sebenarnya? Mereka memberitahu anda bagaimana berasid atau alkali penyelesaian air (berasaskan air), pada skala 0 hingga 14. Skala ini dikenali sebagai skala pH, di mana pH adalah singkatan untuk "kuasa hidrogen."
Definisi Skala pH
Apabila anda membenamkan asid dan alkali dalam larutan, mereka melepaskan ion bebas. Dalam larutan berasaskan air, asid melepaskan hidrogen positif (H+) manakala alkali membebaskan hidroksida negatif (OH-) yang. Ini bermakna apabila asid dibubarkan di dalam air, keseimbangan antara ion hidrogen dan ion hidroksida berubah, menyebabkan lebih banyak ion hidrogen daripada ion hidroksida dalam penyelesaian (larutan asid). Baki juga berubah apabila alkali dibubarkan di dalam air, tetapi dalam cara yang bertentangan. Dalam kes ini, penyelesaiannya berakhir dengan lebih banyak ion hidroksida daripada ion hidrogen (penyelesaian alkali).
Skala pH mengukur betapa kuatnya asid atau alkali. Sekiranya titik tengah pada skala, ia dianggap neutral - kepekatan ion hidrogen bersamaan dengan kepekatan ion hidroksida.
Takrif pH adalah log negatif kepekatan ion hidrogen. Biokimia Denmark Søren Peter Lauritz Sørensen bertanggungjawab atas istilah ini, yang diciptanya pada tahun 1909 sebagai singkatan bagi "kuasa hidrogen." "P" bermaksud perkataan Jerman untuk kuasa (potenz), dan H ialah simbol elemen untuk hidrogen.
Sørensen menghasilkan persamaan berikut untuk mengira pH:
pH = -log
Log adalah asas-10 logaritma, dan bermaksud kepekatan ion hidrogen dalam unit-unit tahi lalat per larutan.
Tujuan Tujuan Skala pH
Skala pH berjalan dari 0 ke 14, dengan 7 menjadi pH neutral, apa-apa di bawah 7 menjadi berasid dan apa-apa lebih daripada 7 menjadi alkali (kadang-kadang dirujuk sebagai asas). Skala pH adalah logaritma, yang bermaksud setiap nilai keseluruhan di bawah 7 adalah 10 kali lebih berasid daripada nilai yang lebih tinggi, dan setiap nilai keseluruhan di atas 7 adalah 10 kali kurang berasid yang nilai lebih rendah. Sebagai contoh, pH 2 adalah 10 kali lebih berasid daripada pH 3 dan 100 kali lebih asid daripada pH 4. Dengan kata lain, semakin kuat asid, semakin rendah bilangan pH, dan lebih kuat alkali, lebih tinggi bilangan pH.
Perubahan kecil dalam pH boleh mempunyai kesan besar. Sebagai contoh, hujan asid, yang biasanya mempunyai pH 4.2 hingga 4.4, lebih daripada 10 kali lebih berasid daripada hujan bersih, yang biasanya mempunyai pH 5.6.
Bahan dengan pH 1 hingga 2 dianggap sebagai asid yang kuat, manakala satu dengan pH 13 hingga 14 adalah alkali yang kuat. Jika asid sangat kuat, ia mungkin mempunyai pH negatif, manakala asas yang sangat kuat mungkin mempunyai pH lebih tinggi daripada 14. Bahan yang tidak berasid atau alkali, seperti air tulen, adalah neutral. Darah manusia mempunyai pH sedikit lebih tinggi daripada neutral kira-kira 7.4.
Penyelesaian berair hanya mempunyai tahap pH, yang bermaksud bahan kimia, termasuk beberapa cecair, tidak mempunyai nilai pH. Sebagai contoh, alkohol tulen, minyak sayuran dan petrol tidak mempunyai tahap pH.
Contoh-contoh Bahan Asidik
Penyelesaian asid mempunyai lebih banyak ion hidrogen daripada penyelesaian alkali atau neutral. Asid juga mempunyai rasa masam dan bertindak balas dengan sangat kuat terhadap logam. Apabila tertumpu, mereka mungkin sangat menghakis. Beberapa asid biasa termasuk jus oren, cuka, lemon dan asid sulfurik.
Contoh Bahan Alkali
Penyelesaian alkali mempunyai kurang ion hidrogen daripada penyelesaian neutral atau berasid atau asid. Basah cenderung berasa licin, dan mereka biasanya mempunyai rasa pahit. Seperti asid, alkali kuat boleh membakar kulit anda. Beberapa asas yang lazimnya merangkumi amonia, serbuk, baking soda, air sabun, peluntur dan susu magnesium.
Mencampurkan Asid dan Alkali
Sekiranya anda mencampurkan sejumlah asid yang kuat dan alkali yang kuat, kedua-dua bahan kimia itu pada dasarnya membatalkan satu sama lain, dan hasilnya adalah garam dan air. Mencampurkan jumlah yang sama dengan asid yang kuat dan alkali yang kuat juga menghasilkan penyelesaian pH neutral. Ini dikenali sebagai tindak balas peneutralan dan kelihatan seperti ini:
HA + BOH → BA + H2O + haba
Sebagai contoh, reaksi antara asid kuat HCl (asid hidroklorik) dan NaOH alkali kuat (natrium hidroksida) adalah:
HCl + NaOH → NaCl + H2O + haba
Reaksi ini menghasilkan natrium klorida (garam meja). Sekiranya anda mempunyai lebih banyak asid daripada alkali dalam tindak balas, tidak semua asid akan bertindak balas, jadi hasilnya akan menjadi garam, air dan asid sisa, dan penyelesaiannya masih berasid (dengan pH lebih rendah daripada 7). Walau bagaimanapun, jika anda mempunyai lebih banyak alkali daripada asid, akan ada alkali yang sisa, dan penyelesaian akhir akan tetap menjadi alkali (dengan pH lebih besar daripada 7).
Kerana campuran memanaskan semasa tindak balas, peneutralan dikenali sebagai tindak balas eksotermik. Neutralisasi digunakan untuk banyak perkara. Petani boleh menggunakan kapur (kalsium oksida) untuk meneutralkan tanah asid. Anda boleh menggunakan serbuk penaik, yang mengandungi natrium hidrogen karbonat, untuk meneutralkan sengatan lebah berasid.
Sesuatu yang sama berlaku apabila satu atau kedua-dua reaktan lemah. Asid lemah atau alkali tidak sepenuhnya berpecah dalam air, jadi mungkin terdapat reaktan sisa pada akhir tindak balas, yang memberi kesan kepada pH. Juga, air tidak boleh dicipta kerana kebanyakan alkali yang lemah bukan hidroksida, jadi tidak ada OH- perlu membuat air.
Cara Mengukur pH
Anda boleh mengukur tahap pH penyelesaian dengan cara yang berbeza. Kaedah paling mudah melibatkan jalur ujian pH, yang dibuat daripada kertas khas yang dinamakan kertas litmus. Ini adalah kertas penapis yang telah dirawat dengan pewarna yang diperbuat daripada lichen. Kertas ini berubah warna apabila ia bersentuhan dengan asid atau alkali. Apabila diletakkan dalam penyelesaian berasid, kertas litmus biru menjadi merah, dan apabila diletakkan dalam larutan alkali, kertas litmus merah menjadi biru. (Seperti yang anda harapkan, apabila kertas litmus biru diletakkan dalam penyelesaian neutral, ia kekal biru, dan apabila kertas litmus diletakkan dalam penyelesaian neutral, ia tetap merah.)
Beberapa jalur ujian pH mengandungi bar penunjuk yang setiap warna berubah bergantung pada larutan jalur itu terdedah. Apabila anda menutup jalur ujian dengan penyelesaian anda (dalam bekas bersih) selama beberapa saat dan kemudian keluarkannya, anda boleh membandingkan hujung jalur ujian dengan carta warna yang anda terima dengan kertas untuk menentukan tahap pH penyelesaian.
Satu lagi cara untuk mengukur pH memerlukan siasatan dan meter. Sebelum menggunakan alat ini, anda mesti menentukur meter dengan mengujinya dalam bahan dengan tahap pH yang diketahui (seperti air suling dengan pH 7). Selepas anda membuat apa-apa pelarasan yang diperlukan untuk meter, dan bilas dan keringkan siasatan dan meter, anda boleh melakukan ujian pH anda pada sampel cecair anda dalam bekas bersih yang cukup untuk menutup sepenuhnya hujung siasatan. Semak suhu sampel dengan termometer dan pastikan meter tersebut sesuai dengan suhu ini. Letakkan siasatan ke dalam sampel anda dan tunggu pengukuran menjadi tetap (ini bermakna meter telah mencapai keseimbangan) sebelum merakam tahap pH.