기존의 0-14 범위 외부의 pH가 가능하지만, 기기와 용액 자체로 인한 다양한 제한은 우리를 그러한 물질을 측정하는 것을 제한합니다.
우리는 종종 pH 7의 중성 용액으로 물을 표시합니다. 또한 산성으로 보이는 모든 용액은 7보다 적은 pH를 가지고 있다고 말하지만 기본적인 것은 pH가 7보다 큰 것으로 알려져 있습니다. 그러나 이러한 숫자는 무엇이며 용액에 대해 무엇을 말합니까? 솔루션이 0f 0-14 범위에서만 pH 값을 가질 수 있다는 것은 사실입니까?
pH 척도는 무엇입니까?
pH 척도는 물질이 산성인지 염기성인지를 결정하고 화학 물질이 얼마나 강한 지 계산하는 데 사용됩니다. pH 값은 대부분의 일반적인 화학 물질의 경우 1에서 14 사이의 숫자이며, 7 개는 중간 또는 중립 지점입니다. 7 미만의 값은 산도의 지표이며, 이는 숫자가 감소함에 따라 증가하는 반면, 7 이상의 값은 알칼리성을 나타내며, 이는 값이 증가함에 따라 증가합니다. 여기서 주목해야 할 흥미로운 점은 pH 스케일이 선형 스케일이 아니라는 것입니다. 다시 말해, pH 3을 가진 산은 pH 6을 가진 산의 두 배나 강하지 않습니다. 이해해야 할 중요한 차이점은 pH 척도가 로그 척도라는 것입니다.
pH 척도 (사진 크레딧 :BlueringMedia/ Shutterstock)
pH의 공식적인 정의는 주어진 용매에서 수소 이온의 활성의 척도라는 것을 보여준다. 여기서 활동은 그들의 움직임이 자유롭다는 것을 의미하며, 화학 물질이 이온화 된 경우에만 가능하여 용액으로 이온을 방출합니다.
pH 공식
pH를 계산하는 공식은 다음과 같습니다. pH =-LOG10 [HSOLVATED].
이것은 기본 10을 가진 로그 방정식입니다.이 척도에서, pH 3을 가진 물질은 pH 4의 물질보다 10 배 더 산성이며, pH 5의 물질보다 100 배 더 산성이 더 산성입니다.
pH의 p는 무엇을 의미합니까?
pH 척도의 발견 뒤에있는 이야기는 매우 흥미 롭습니다. PH의 개념은 덴마크 코펜하겐에있는 Carlsberg Laboratory에서 근무한 Soren Peder Lauritz라는 화학자에 의해 처음 소개되었습니다. 이 용어에 대한 첫 번째 언급은 다음과 같은 것을 보았습니다. pH— 첨자에 H가있는 작은 p.
덴마크 화학자 Soren Peter Lauritz (사진 크레디트 :공개 도메인/Wikimedia Commons)
H는 전체 개념이 회전하는 수소 이온 농도를 나타내지 만, P의 정확한 의미는 고도로 논쟁의 여지가있다. 척도는 기본적으로 A 전위 을 측정합니다 음성 전력을 계산하여 다른 솔루션 간의 차이 자주. 이 두 가지 단어 (”힘”과“잠재력”은 p 과 함께 시작됩니다 Sorensen이 그의 연구를 말하고 출판 한 세 가지 언어 (프랑스어, 독일 및 덴마크어) 모두에서 모호함을 감안할 때 p 의 의미 개념 자체에 지나치게 중요한 것은 아니지만 화학 분야의 위대한 미스터리 중 하나입니다.
0-14 범위를 벗어난 pH 값을 가질 수 있습니까?
이론적으로 말하면, pH 척도는 실제로 음의 무한대에서 양성 무한대까지 다양해야한다. 이 주장은 그 정의에 따라, 물질의 pH는 수소 이온 농도의 음성 로그에 의해 정의 된 값이라고 명시한다. 그러나 실제로 표준 실험실에서 찾을 수있는 대부분의 솔루션은 0-14 사이의 pH 값을 갖습니다. 이것은 0 또는 14 이상 미만으로 pH 수준에 도달하기 위해서는 각각 산성 또는 기본 용액이 필요하기 때문입니다.
포화 수산화 나트륨 용액 (NAOH) 용액은 몰 측정에 기초하여 pH 15를 갖는 것으로 추정된다. 그러나, 화학 물질은 물의 존재로 인해 완전히 용매 할 수 없으며, 이는 더 큰 분자의 용 매화 (파괴)에 방해가된다. 이로 인해 수소 이온을 흡수하여 용액의 pH를 증가시키는 이온 인 수산화물 이온 (OH-)의 방출이 감소하게됩니다.
.가 가능한 음의 pH입니까?
음성 pH 등급을 달성하는 것이 확실합니다. 실제로, 몰라리가 하나보다 큰 수소 이온 농도를 생성하는 임의의 산은 계산할 때 음성 pH를 나타냅니다. 그러나 산이 실제로 을 가지고 있는지 여부 음의 pH 값은 실험실에서 효과적으로 검증 할 수있는 것이 아닙니다.
유리 전극 pH 미터 (사진 신용 :sakan.p/ shutterstock)
이것을 원근법으로 표현하려면 12m의 염산 (HCL) 용액을 고려하십시오. 이 화학 물질의 pH는 -1.08이어야하며, 이는 표준 pH 스케일보다 한 단위이지만 알려진 기기로 측정 할 수는 없습니다. 리트머스 용지 (pH를 측정하는 가장 일반적인 수단)는 pH 값이 7 위 또는 이하인지를 나타냅니다. 따라서 실제 값을 설정하려면 pH 미터가 필요합니다. 그러나, 유리 전극 pH 미터조차도 산성 오류로 인해 이러한 극단적 인 작업에서 실패하여 고급 장치조차도 실제 값보다 높은 pH를 측정하게합니다. 우리가 이러한기구의 효율성을 향상시키고“완벽 함”(거의 불가능한 것처럼 보임)을 달성하더라도 여전히 한 가지 최종 문제 - 효율적인 농도가 있습니다.
효과적인 농도는 무엇입니까?
강산은 물에 완전히 분리되지 않기 위해 장치의 미터를 음의 값으로 가져 오는 데 필요한 수소 이온의 수를 방출하지 않습니다. 이 문제를 강조하는 것은 효과적인 농도입니다 강하고 농축 된 산 용액에 산 단위당 물이 거의 없기 때문에 항상 진정한 농도보다 작은 수소 이온의 경우. 물은 산의 파괴에 도움이되어 과정에서 수소 이온을 방출합니다. 물은 쌍극자 분자이며 순 효과적인 쌍극자 움직임을 생성하기 때문입니다. 그러나 물이 없으면 산 분자는 필요한만큼 분해되지 않으므로, 이로 인해 Molarity에 근거하여 PH가 예상보다 훨씬 높아집니다.
최종 단어
결론적으로, 기존의 0-14 범위 외부에서 pH를 가질 수 있습니다. 그러나, 이러한 경우, pH는 기기 및 용액 자체에 의해 야기 된 다양한 제한으로 인해 유용하거나 의미있는 측정치가되지 않습니다. 고도로 농축 된 솔루션을 표시하려면 어금니와 같은 농도를 직접 사용해야합니다.
간단한 관점에서, pH가하는 일은 매우 작은 H+ 농도를보다 친숙한 숫자 범위로 가져 오는 데 도움이되지만 농도가 커질수록이 관행은 그 값을 잃고 대신 비생산됩니다. 시간이 지남에 따라 극단적 인 측정의 효율성과 정확성을 향상시키는 특정 수정이 있기를 바랍니다. 결국, PH는 화학 세계에서 가장 유명하고 유용한 개념 중 하나이며 과학의 영역에서 정확도가 필수적입니다!
