Le pH est une mesure de l'acidité ou de la base d'une solution chimique. le pH l'échelle va de 0 à 14 - une valeur de sept est considérée comme neutre, moins de sept acide et supérieure à sept basique.
Le pH est le logarithme négatif de base 10 ("log" sur une calculatrice) de la concentration en ions hydrogène d'une solution. Pour le calculer, prenez le log d'une concentration donnée en ions hydrogène et inversez le signe. Voir plus d'informations sur la formule de pH ci-dessous.
Voici un examen plus approfondi de la façon de calculer le pH et ce que signifie le pH en ce qui concerne la concentration en ions hydrogène, les acides et les bases.
Examen des acides et des bases
Il existe plusieurs façons de définir les acides et les bases, mais le pH ne fait spécifiquement référence qu'à l'hydrogène ion concentration et est appliqué à aqueux (à base d'eau). Lorsque l'eau se dissocie, elle produit un ion hydrogène et un hydroxyde. Voir cette équation chimique ci-dessous.
H2O ↔ H+ + OH-
Lors du calcul du pH, n'oubliez pas que [] fait référence à
molarité, M. La molarité est exprimée en unités de moles de soluté par litre de solution. Si on vous donne concentration dans toute autre unité que les moles (pourcentage massique, molalité, etc.), convertissez-la en molarité afin d'utiliser la formule de pH.La relation entre le pH et la molarité peut être exprimée comme suit:
Kw = [H+][OH-] = 1x10-14 à 25 ° C
pour l'eau pure [H+] = [OH-] = 1x10-7
- Kw est la constante de dissociation de l'eau
- Solution acide: [H+]> 1x10-7
- Solution basique: [H+] <1x10-7
Comment calculer le pH et [H +]
L'équation d'équilibre donne la formule suivante pour le pH:
pH = -log10[H+]
[H+] = 10-pH
En d'autres termes, le pH est le log négatif de la concentration molaire en ions hydrogène ou la concentration molaire en ions hydrogène est égale à 10 à la puissance de la valeur négative du pH. Il est facile de faire ce calcul sur n'importe quel Calculatrice scientifique car le plus souvent, ceux-ci ont un bouton "log". Ce n'est pas la même chose que le bouton "ln", qui fait référence au logarithme naturel.
pH et pOH
Vous pouvez facilement utiliser une valeur de pH pour calculer pOH si vous vous souvenez:
pH + pOH = 14
Ceci est particulièrement utile si vous êtes invité à trouver le pH d'une base, car vous résolvez généralement pOH plutôt que le pH.
Exemples de problèmes de calcul
Essayez ces exemples de problèmes pour tester votre connaissance du pH.
Exemple 1
Calculez le pH pour un [H spécifique+]. Calculer le pH donné [H+] = 1,4 x 10-5 M
Répondre:
pH = -log10[H+]
pH = -log10(1,4 x 10-5)
pH = 4,85
Exemple 2
Calculer [H+] à partir d'un pH connu. Rechercher [H+] si pH = 8,5
Répondre:
[H+] = 10-pH
[H+] = 10-8.5
[H+] = 3,2 x 10-9 M
Exemple 3
Trouvez le pH si le H+ la concentration est de 0,0001 mole par litre.
Ici, il aide à réécrire la concentration en 1,0 x 10-4 M car cela rend la formule: pH = - (- 4) = 4. Ou, vous pouvez simplement utiliser une calculatrice pour prendre le journal. Cela vous donne:
Répondre:
pH = - log (0,0001) = 4
Habituellement, on ne vous donne pas la concentration d'ions hydrogène dans un problème, mais vous devez la trouver à partir d'une réaction chimique ou d'une concentration d'acide. La simplicité de cela dépendra de votre acide fort ou un acide faible. La plupart des problèmes de demande de pH concernent les acides forts car ils se dissocient complètement en leurs ions dans l'eau. Les acides faibles, en revanche, ne se dissocient que partiellement, donc à l'équilibre, une solution contient à la fois l'acide faible et les ions dans lesquels elle se dissocie.
Exemple 4
Trouvez le pH d'une solution 0,03 M d'acide chlorhydrique, HCl.
N'oubliez pas que l'acide chlorhydrique est un acide fort qui se dissocie selon un rapport molaire de 1: 1 en cations hydrogène et anions chlorure. Ainsi, la concentration en ions hydrogène est exactement la même que la concentration de la solution acide.
Répondre:
[H+ ] = 0,03 M
pH = - log (0,03)
pH = 1,5
Vérifie ton travail
Lorsque vous effectuez des calculs de pH, assurez-vous toujours que vos réponses ont un sens. Un acide doit avoir un pH bien inférieur à sept (généralement un à trois) et une base doit avoir un pH élevé (généralement autour de 11 à 13). Bien qu'il soit théoriquement possible de calculer un pH négatif, les valeurs de pH doivent être comprises entre 0 et 14 en pratique. Cela signifie qu'un pH supérieur à 14 indique une erreur lors de la configuration du calcul ou du calcul lui-même.