수소 이온 활성의 역수의 소수 로그 AH+는 용액에서 pH를 계산하는 데 사용됩니다.

ph =-log [ah+]

예를 들어, 5 × 10-6의 수소 이온 활성을 갖는 용액에 대한 로그의 인수 (해당 수준에서, 이것은 사실상 용액의 수소 이온의 몰의 수는 1/(5 × 10-6) =2 × 105; 결과적으로, 이러한 용액의 pH는 log10 (2 × 105) =5.3이다. 다음 그림을 고려하십시오 :거의 18g의 해리 된 수소 이온이 107 몰의 순수한 (pH 7) 물에 존재합니다.

pH가 온도에 의해 영향을 받는다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 순수한 물은 섭씨 0도에서 pH 7.47 을가집니다. 섭씨 25도에서 섭씨 7.00도, 섭씨 100도에서 섭씨 6.14도입니다.

P [H]

이것은 1909 년 Srensen의 원래 정의로 1924 년 Ph에 의해 대체되었습니다. 현대 화학에서, [h]는 농도 단위를 갖는 것으로 보이는 수소 이온의 농도를 나타냅니다. 희석 용액에서 H+의 열역학적 활성은 기준 상태 농도로서 C0 =1 mol/L을 [H+]/C0으로 대체해야한다. 이 비율은 정의 된 로그가있는 순수한 숫자입니다.

그러나, 그러나 전극이 수소 이온 농도로 보정되면, 수소 이온의 농도를 직접 측정하는 것이 가능하다. 합리적으로 높은 농도의 배경 전해질의 존재하에 공지 된 농도의 강한 알칼리성의 용액으로 공지 된 농도의 강한 농도의 용액을 적정합니다. 산과 알칼리의 양이 알려져 있기 때문에 측정 된 전위를 농도와 연결하기 위해 수소 이온의 농도를 계산하는 것은 간단합니다. 일반적으로 그란 플롯은 시스템을 보정하는 데 사용됩니다. 이 접근법을 사용하면 활동을 농도의 수치 값과 동일하게 만드는 효과가 있습니다.

연구중인 것과 유사한 매체에서 유리 전극 (및 다른 이온 선택 전극)을 교정해야합니다. 예를 들어, 해수 샘플의 pH를 테스트하려는 경우, 전극은 아래에 설명 된대로 해수와 유사한 화학적 조성물로 용액에서 교정해야합니다.

p [h]와 pH의 차이는 중요하지 않습니다. pH =P [H] + 0.04는 언급 된 내용이다 [15]. "pH"라는 단어는 일반적으로 두 종류의 측정을 참조하는 데 일반적으로 사용됩니다.

pH 지표

지표의 색상이 pH에 따라 다르다는 사실을 활용하여 pH를 모니터링하는 데 사용될 수 있습니다. 테스트 솔루션의 색상은 표준 색상 차트와 시각적으로 비교하여 가장 가까운 전체 정수에 정확한 pH 판독 값을 얻을 수 있습니다. 보다 정확한 결과를 얻으려면 색상을 색소 또는 분광 광도계로 분광 광도계로 측정 할 수 있습니다. 보편적 인 표시는 시간이 지남에 따라 pH 2에서 pH 10으로 연속적인 색상 이동을 나타내는 지표 그룹으로 구성됩니다. 보편적 인 지표 용지는 보편적 인 지표와 함께 함침 된 흡수 용지로 구성됩니다. pH를 측정하기위한 또 다른 접근법은 전자 pH 미터를 사용하는 것입니다.

poh

수산화 이온의 농도는 때때로 poh로 표현됩니다. pH 측정은 POH 값을 계산하는 데 사용됩니다. 물에서 수산화물 이온의 농도는

에 의한 수소 이온의 농도와 관련이있다.

[Oh-] =kw/[h+]

여기 kw는 물의 자체 이온화 상수입니다

poh =pkw - ph

주변 온도에서 POH는 14 pH와 같습니다. 그러나 토양 알칼리도 측정과 같은 경우에는

pH 의

계산
화학 종종 계산은 산 및/또는 염기를 포함하는 용액에 존재하는 모든 화학 종의 양을 계산하기위한 수학 기술입니다. 솔루션 유형은 절차의 복잡성을 결정합니다. 강한 산과 염기는 극단적 인 사례를 제외하고 계산이 필요하지 않습니다. 약산 용액의 pH를 결정하려면 2 차 방정식을 해결해야합니다. 약한 염기 용액의 pH를 결정하기 위해 입방 방정식이 필요할 수 있습니다. 일반적으로 비선형 동시 방정식 세트를 해결해야합니다.

물이 약산이고 약한 염기가 모두 복잡성을 더한다는 사실 (양서류 참조). 평형에 따르면, 그것은 다음과 같이 분리된다
2 h2o ⇌ h3o + (aq) + oh- (aq)

및 해리 상수는 다음과 같이 정의됩니다
kw =[h+] [OH-]/m2

여기서 [h+] =conc. Aq. 하이드로 늄 이온

[oh -] =conc. 수산화 이온의.

이 평형은 높은 pH에서 고려해야하며 용질 농도가 매우 낮을 때.

강산 및 염기

강산과 염기는 실제 목적으로 물에 완전히 분리 된 물질입니다. 이것은 산성 용액에서 수소 이온의 농도가 전형적인 상황에서 산의 농도와 동일하다고 가정 할 수 있음을 나타낸다.

ph =-logarithm10 conc.

강산의 예는 HCl입니다. 0.01m HCl 용액은 pH의 log10 (0.01)을 가지며, 이는 pH =2와 같다. 수산화 나트륨 (NAOH)과 같은 강한 염기가 예이다. 0.01m NaOH 솔루션은 P [OH] 값이 Log10 (0.01)의 값을 가지며, 이는 P [OH] =2를 의미합니다. 위의 POH 섹션에서 p [OH]의 정의에 따르면, pH는 약 12입니다. 더 높은 농도에서 수산화 나트륨 용액에 대해 자체 이온화 평형을 고려해야합니다.

농도가 매우 낮을 때 자기 이온화도 고려해야합니다. 농도가 5 × 10-8m의 염산 용액을 고려하십시오. 위에서 설명한 기본 프로세스에 따르면 pH는 7.3입니다. 산 용액의 pH는 7 미만이어야하므로 이는 분명히 부정확합니다. 6.89의 pH는 시스템을 염산 및 양쪽 물질 물의 혼합물로 처리함으로써 얻어진다.

약산 및 염기

동일한 형식주의, 약산 또는 약한 염기의 컨쥬 게이트 산을 사용하여 처리 할 수 있습니다

산 ha :ha ⇌ h++ a -
Base A :ha+⇌ h++a

다음은 산 해리 상수가 정의되는 방법입니다. 단순성을 위해, 전하는 다음 방정식에서 제외됩니다.

ka =[h] [a] / [ha]

그리고 그 가치는 실험을 통해 발견 된 것으로 생각됩니다. 이 때문에 계산할 세 가지 알려지지 않은 농도가 있습니다 :[ha], [h+] 및 [a]. 두 개의 더 많은 방정식이 필요합니다. 두 개의 "시약"H와 A에 질량 보존 규칙을 적용하는 것은 하나의 기술입니다.

ca =[a] + [ha]

ch =[h] + [ha]

분석 농도는 문자 C로 표시됩니다. 일부 문헌에서는 질량 균형 방정식 대신 전하 균형 방정식이 사용됩니다. 이는 이와 같은 기본 상황에서 충분하지만 아래에 나열된 것과 같은 더 복잡한 경우에는 사용하기가 더 어렵습니다. Ka를 결정하는 방정식 외에 3 개의 미지의 방정식이 있습니다. 산이 물에 용해 될 때, 산의 농도는 Ca =ch =ca이므로 [a] =[h]. 일부 추가 대수 조작 후, 수소 이온 농도 방정식을 생산할 수 있습니다.

[h] 2 + ka [h] - kaca =0

수소 이온 농도는이 2 차 방정식을 해결함으로써 얻어진다.

알칼리성 액체의 수소에 대한 질량 균형 방정식에 추가 인자가 추가됩니다. 수산화수소 농도는 수산화물을 첨가하여 감소하고, 수산화물 이온 농도는 자체 이온화 평형에 의해 kw/[h]와 동일하도록 제한된다.

ch =([h] + [ha] - kw) / [h]

결과 방정식은 [h].

에서 입방이됩니다

극한의 pH

는 약 2.5 (약 0.003 mol/dm3 산) 이하의 약 10.5 (약 0.0003 mol/dm3 알칼리) 이하의 pH를 측정 할 때 nernst 법칙이 분해되기 때문에 유리 전극을 사용할 때 특정 방법이 필요합니다. 이것은 여러 가지 원인 때문입니다. 액체 접합 전위는 pH 독립적 인 것으로 간주 될 수 없으며, 높은 pH가 용액이 농축되어 있음을 나타내므로 이온 강도 변화가 전극 전위를 변화시킨다. 전극은 높은 pH에서 용액에서 Na+ 및 K+와 같은 양이온의 농도에 민감 해지므로 유리 전극은“알칼리성 실수”에 의해 영향을받을 수 있습니다. 특수 설계된 전극은 이러한 문제 중 일부를 완화하는 데 도움이됩니다.

광산 또는 광산 광미에서의 유출은 매우 낮은 pH 값을 생성 할 수 있습니다.

응용

순수한 물은 중성 물질입니다. 산이 물에 용해되면 pH는 7 미만 (섭씨 25도) 이하입니다. 기저부 또는 알칼리가 용해 될 때 물의 pH가 7 이상입니다. pH는 1 mol dm3의 농도를 갖는 염산과 같은 강산의 용액에서 발견된다. 14의 pH는 1 mol DM3의 농도를 갖는 수산화 나트륨과 같은 강한 알칼리의 용액에서 발견된다. 결과적으로, 관찰 된 pH 값은 일반적으로 0과 14 사이에서 떨어질 것이며, 음의 pH 판독 값과 14보다 높은 값도 가능합니다. pH는 로그 규모이기 때문에, 하나의 pH 단위의 변화는 수소 이온 농도의 10 배 변화에 해당한다.

순수한 물이 공기와 접촉하면 약간 산성이됩니다. 이는 수분이 공기로부터 이산화탄소를 흡수하기 때문에 시간이 지남에 따라 중탄산염 및 수소 이온으로 변형되기 때문입니다 (본질적으로 탄산 생성)