In het dagelijks leven is pH een maat of bereik dat gewoonlijk wordt gebruikt om het niveau van neutraliteit of het gebrek aan neutraliteit in een huishoudelijk artikel te beschrijven. In de natuurwetenschap is pH een maateenheid voor ionen in oplossing. Als je een natuurkunde- of scheikundeles volgt, moet je misschien weten hoe je de pH op basis van concentratie kunt berekenen. Bereken de pH met behulp van de pH-vergelijking: pH = -log[H3O+].
Stap
Methode 1 van 3: pH begrijpen
Stap 1. Weet wat pH betekent
pH is de concentratie van waterstofionen in een oplossing. Oplossingen met een hoge concentratie waterstofionen zijn zuur. Oplossingen met lage concentraties waterstofionen zijn basisch, ook wel alkaliën genoemd. Waterstofionen, ook wel hydronium genoemd, worden kort geschreven als H+ of H3O+.
- Ken het pH-bereik. Het pH-bereik is 1-14. Hoe lager het getal, hoe zuurder de oplossing. Hoe hoger het getal, hoe alkalischer de oplossing. Sinaasappelsap heeft bijvoorbeeld een pH van 2 omdat het vrij zuur is. Bleekmiddel daarentegen heeft een pH van 12 omdat het vrij alkalisch is. Getallen in het midden van dat bereik zijn meestal neutraal, zoals water, met een pH van 7.
- Eén pH-waarde heeft een verschil van 10x. Als u bijvoorbeeld pH 7 met pH 6 vergelijkt, is pH 6 tien keer zuurder dan pH 7. Dus pH 6 zal 100 keer zuurder zijn dan pH 8.
Stap 2. Definieer pH in de vergelijking
Het pH-bereik wordt berekend met behulp van de negatieve logaritme. De negatieve logaritme is het aantal keren dat een getal moet worden gedeeld. De pH-vergelijking kan als volgt worden gezien: pH = -log[H3O+].
- De vergelijking kan soms worden gezien als pH = -log[H+]. Weet dat vergelijkingen met H3O+ of H+ eigenlijk dezelfde vergelijking zijn.
- Het is niet nodig om te weten wat de negatieve log betekent om de pH te berekenen. De meeste rekenmachines die op middelbare scholen en universiteiten worden gebruikt, hebben een log-knop.
Stap 3. Begrijp concentratie
Concentratie is het aantal deeltjes van een verbinding in een oplossing. Concentratie wordt over het algemeen beschreven in eenheden van molariteit. Molariteit is mol per volume-eenheid (m/v of M). Als u een oplossing in het laboratorium gebruikt, wordt de concentratie op de fles geschreven. Bij het maken van je scheikundehuiswerk zal er meestal concentratie worden gegeven.
Methode 2 van 3: Concentratie gebruiken om de pH te berekenen
Stap 1. Onthoud de pH-vergelijking
De pH-vergelijking is als volgt: pH = -log[H3O+]. Zorg ervoor dat u de betekenis van elke term in de vergelijking kent. Kijk welke stam staat voor concentratie.
In de scheikunde betekenen vierkante haken meestal "concentratie van". De pH-vergelijking kan dus worden gelezen als "pH is gelijk aan de negatieve logaritme van de hydroniumionconcentratie"
Stap 2. Identificeer de werkelijke concentratie
Lees je chemische vergelijking. Bepaal de concentratie van het zuur of de base. Schrijf de hele vergelijking op papier met de bekende waarden in de vergelijking. Voeg altijd eenheden toe om verwarring te voorkomen.
Als de concentratie bijvoorbeeld 1,05 x 10^5 M is, schrijf dan de pH-vergelijking als: pH = -log[1,05 x 10^5 M]
Stap 3. Los de vergelijking op
Bij het oplossen van pH-vergelijkingen moet u een wetenschappelijke rekenmachine gebruiken. Druk eerst op de knop "negatief". Deze knop wordt meestal geschreven als "+/-". Druk nu op de knop "log". Uw scherm zou "-log" moeten tonen. Druk nu op de open haakjes en voer je concentratie in. Vergeet niet om een exponent toe te voegen indien nodig. Volg met haakjes sluiten. Op dit punt zou u "-log(1, 05x10^5)" moeten zien. Druk op de knop is gelijk aan. Uw pH-waarde moet 5 zijn.
Methode 3 van 3: pH gebruiken om concentratie te berekenen
Stap 1. Identificeer de onbekende waarden
Schrijf eerst de pH-vergelijking op. Identificeer vervolgens de waarden die u kent door ze direct onder uw vergelijking te schrijven. Als u bijvoorbeeld weet dat pH 10, 1 is, schrijft u 10, 1 op het papier, direct onder de pH-vergelijking.
Stap 2. Herschik de vergelijking
Het herschikken van vergelijkingen vereist een goed begrip van algebra. Om de concentratie te berekenen met behulp van pH, moet u begrijpen dat de concentratie aan één kant van het gelijkteken moet worden gescheiden. Begin door de pH naar de ene kant te verplaatsen en de hydroniumionconcentratie naar de andere kant te verschuiven. Merk op dat het minteken op de log samen met het hydroniumion wordt verplaatst, waardoor de vergelijking positief wordt voor hydronium aan de andere kant. Trek vervolgens de pH van de linkerkant af en voeg pH toe als de exponent aan de rechterkant.
Bijvoorbeeld pH = -log[H3O+] verandert in +[H3O+] = log^-pH. Merk op dat de pH-waarde de inverse log is geworden. Dan kun je de pH vervangen door 10, 1.
Stap 3. Los de vergelijking op
Bij het werken met inverse logs is het rekenproces met de rekenmachine vrij uniek. Onthoud dat log een soort vermenigvuldiging is tot de macht 10. Om uw vergelijking in te voeren, voert u het getal 10 in. Druk vervolgens op de exponent-knop "EXP". Voer een minteken in, gevolgd door de waarde. Druk op de is gelijk-knop.
We hebben bijvoorbeeld een pH-waarde van 10, 1. Voer "10" in en druk vervolgens op "EXP". Voer nu "-/+" in om de waarde negatief te maken. Voer tot slot de pH-waarde "10, 1" in. Druk op de is gelijk-knop. Je krijgt 1e-100. Dit betekent dat onze concentratie 1,00 x 10^-100 M is
Stap 4. Denk nog eens na over je antwoord
Klopt het bovenstaande antwoord? Als je een pH van 10,1 hebt, weet je dat het hydroniumion erg klein moet zijn omdat 10,1 een alkalische oplossing is. De zeer kleine concentratiewaarde is dus logisch.
Tips
Als het berekenen van de pH moeilijk voor je lijkt, zijn er veel andere hulpmiddelen beschikbaar. Gebruik je leerboek en vraag je leraar om verdere hulp
Gerelateerde WikiHoe
- Hoe stoichiometrie te doen?
- Hoe zuur te verdunnen?
