Водороден показател

Од Википедија, слободна енциклопедија

Водородниот показател или pH вредност е мерка за активитетот на водородните јони (H⁺) во раствор, а со тоа и нивната киселост или алкалност. Во водни системи, активитетот на водородните јони е определен од јонскиот производ на водата (K_w = 1.011 × 10⁻¹⁴ на 25 °C) и взаемодејствата со другите јони во растворот. Според константата на јонскиот производ на водата, неутрален раствор (раствор во кој активитетот на водородните јони е еднаков со активитетот на хидроксидните јони) има pH вредност 7. Водните раствори со пониска вредност од 7 се сметаат за кисели, додека оние со pH вредност над 7 се сметаат за алкални (базни).

Овој концепт беше разработен од С.П.Л. Соренсен во 1909 година.

Иако pH вредноста нема единица, нејзиниот број се зголемува според дефиницијата базирана на активитетот на водородните јони во растворот.

Формулата според која се пресметува pH е:

или

,

каде епсилон (ε) е електромоторната сила (ЕМС) или клеточниот потенцијал на една галванска клетка.

[H⁺] укажува на активитетот на H⁺ јоните (или [H₃O⁺] - хидрониум јоните, еднакви со водородните), измерен во молови на литар (моларност). Во разредени раствори (како речна или питка вода) активитетот е приближно еднаков на концентрацијата на H⁺ јоните.

Log₁₀ укажува на декаден логаритам, и притоа pH е дефинирана со логаритамска скала на киселост. На пример, раствор со pH=8.2 ќе има [H⁺] активитет (концентрација) од 10^−8.2 mol/L, или околу 6.31 × 10⁻⁹ mol/L; раствор со [H⁺] активитет од 4.5 × 10⁻⁴ mol/L ќе има pH вредност од −log₁₀(4.5 × 10⁻⁴), или околу 3.35.

Во воден раствор при стандардни услови, pH=7 означува неутралност (односно чиста вода) бидејќи водата природно дисоцира на H⁺ и OH⁻ јони со еднаква концентрација од 1×10⁻⁷ mol/L. Понсика pH вредност (на пример pH=3) означува зголемување на киселоста, додека повисока pH вредност (на пример pH=11) означува зголемување на алкалноста (базноста) во растворот.

Неутралната pH вредност не изнесува точно 7 - ова би значело дека доколку таа е точно 7, H⁺ концентрацијата на јоните е точно 1×10⁻⁷ mol/L, што не е случај. Вредноста е само приближна. Во неводни раствори или при нестандардни услови, pH на неутралната средина може и да не означува 7. Таа таму е поврзана со дисоцијационата константа за специфичниот растворувач. Исто така, чистата вода кога е изложена на атмосферски услови, стапува во интеракција со јаглерод диоксидот, при што се образува јаглеродна киселина и H⁺, при што се намалува pH нетралната вредност на околу 5,7.

Многу супстанции имаат pH вредност во опсег од 0 до 14, иако многу киселите или многу базните супстанции можат да имаат pH помала од 0 или поголема од 14.