Kalkulator pH

Za pomocą tego kalkulatora pH określisz pH roztworu na kilka sposobów. Może on przeliczać pH na jony H⁺, jak również obliczyć pH ze stałej jonizacji i stężenia. Wartość pH jest istotnym czynnikiem w chemii, medycynie i życiu codziennym. Przeczytaj poniższy tekst, aby dowiedzieć się, czym jest skala pH i jak wygląda wzór na pH. Na koniec wyjaśnimy również, jak krok po kroku obliczyć pH.

Nasz kalkulator może zapytać cię o stężenie roztworu. Jeśli go nie znasz, możesz je obliczyć używając naszego kalkulatora stężenia 🇺🇸. Możesz również użyć kalkulatora rozcieńczenia roztworu 🇺🇸, aby obliczyć stężenie jonów w rozcieńczonym roztworze.

Skala pH (pH) jest skalą liczbową używaną do określenia, jak kwaśny lub zasadowy jest roztwór wodny. Zazwyczaj mieści się w zakresie od 0 do 14, ale może wykraczać poza te wartości, jeśli jest wystarczająco kwaśny/zasadowy. Wartość pH jest logarytmicznie i odwrotnie związana ze stężeniem jonów wodorowych (H⁺) w roztworze. Wzór przeliczający pH na H⁺, który przedstawia tę zależność to:

Roztwór jest kwaśny, jeśli jego pH jest mniejsze niż 7. Jeśli pH jest wyższe, roztwór jest zasadowy (zwany również alkalicznym). Roztwory o pH równym 7 są obojętne.

Oprócz matematycznego sposobu określania pH można również skorzystać ze wskaźników pH. Najbardziej powszechnie stosowanym testem pH jest papierek lakmusowy. Zmienia on swój kolor w zależności od pH roztworu, w którym został zanurzony. Kolory te często są inspiracją dla kolorowych skal pH:

W naszym organizmie pH jest zbliżone do neutralnego. Dla przykładu pH krwi powinno wynosić około 7,4. Jedynym wyjątkiem jest żołądek, gdzie kwasy żołądkowe mogą nawet osiągnąć pH równe 1.

Cząsteczki mogą mieć pH, przy którym są pozbawione ładunku ujemnego. To właśnie określa nasz kalkulator punktu izoelektrycznego 🇺🇸.

Trzy różne teorie definiują kwas i zasadę:

• Według teorii Arrheniusa kwas w roztworze wodnym to substancja zdolna do oddawania jonów wodorowych, podczas gdy zasada oddaje jony wodorotlenkowe.
• Teoria Brønsteda-Lowry'ego mówi, że kwas może oddać protony, podczas gdy zasada może je przyjąć.
• Teoria Lewisa mówi, że kwas może przyjmować pary elektronów. Analogicznie, zasada oddaje pary elektronowe.

Im wyższe stężenie jonów wodorowych pochodzących z cząsteczek kwasu, tym niższe pH roztworu, a w efekcie wyższa jego kwasowość. Odwrotnie jest w przypadku jonów wodorotlenkowych i zasad. Im wyższe stężenie jonów wodorotlenkowych pochodzących od cząsteczek zasad, tym wyższe pH roztworu, a w rezultacie wyższa jego zasadowość.

Reakcję kwasu, HA, w wodzie możemy opisać jako:

ze stałą jonizacji:

Podobna reakcja chemiczna między zasadą BOH, a wodą wygląda tak:

Kolejne równanie opisuje stałą jonizacji dla zasady dla równania powyżej:

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o stałych równowagi chemicznej, sprawdź kalkulator stałej równowagi 🇺🇸 lub kalkulator ilorazu reakcji 🇺🇸.

pH definiuje się jako ujemny logarytm dziesiętny ze stężenia molowego jonów wodorowych obecnych w roztworze. Jednostką stężenia jonów wodorowych są mole na litr. Aby określić pH, można użyć tego wzoru pH do H⁺:

Jeśli znasz już pH, ale chcesz obliczyć stężenie jonów, użyj tego przekształconego równania pH:

Istnieje również skala pOH — która jest mniej popularna od skali pH. pOH to ujemna wartość logarytmu stężenia jonów wodorotlenkowych:

lub:

pH i pOH są ze sobą powiązane równaniem:

Oto kroki do obliczenia pH roztworu:

1. Załóżmy, że stężenie jonów wodorowych jest równe 0,0001 mol/L.

2. Oblicz pH, korzystając ze wzoru pH na H⁺:

3. Teraz możesz też łatwo wyznaczyć pOH i stężenie jonów wodorotlenkowych korzystając ze wzorów:

Oczywiście nie musisz wykonywać wszystkich tych obliczeń ręcznie! Wybierz w kalkulatorze opcję określania pH za pomocą stężenia jonów i wpisz dowolną z tych czterech wartości. Nasze narzędzie wykona całą pracę za ciebie.

1. Ewentualnie możesz znaleźć substancję chemiczną na liście kwasów lub zasad. Powiedzmy, że chcesz wiedzieć, jak obliczyć pH kwasu mrówkowego - HCOOH. Jego Ka wynosi 0,00018,.
2. Wybierz stężenie związku chemicznego. Załóżmy, że jest ono równe 0,1 mol/L.
3. Aby znaleźć stężenie jonów H⁺, należy..:

gdzie:

Tutaj $c$ jest stężeniem molowym roztworu, a $$x%$ jest równe stężeniu molowemu H⁺.

Dla 0,1 M HCOOH:

Teraz już wiesz, jak obliczyć pH za pomocą równań pH. Jeśli te obliczenia są dla ciebie zbyt czasochłonne, skorzystaj z naszego kalkulatora pH. Wybierz substancję chemiczną, jej stężenie i obserwuj, jak kalkulator wykonuje całą pracę za ciebie.

pH mierzy stężenie dodatnich jonów wodorowych w roztworze. Wielkość ta jest skorelowana z kwasowością roztworu: im wyższe stężenie jonów wodorowych, tym niższe pH. Zależność ta wynika z tendencji substancji kwaśnej do powodowania dysocjacji wody: im większa dysocjacja, tym większa kwasowość.

Aby obliczyć pH roztworu:

1. Zmierz stężenie jonów wodorowych w roztworze. Możesz też zmierzyć aktywność. Możemy ją nazwać [H+].
2. Oblicz logarytm 10 podstawy tej wielkości:

log10([H+]).
3. Zmień jej znak na minus. Wartość pH jest określona przez:
pH = - log10([H+]).

pOH jest podobnym pomiarem do pH i koreluje ze stężeniem jonów wodorotlenkowych w roztworze. Wzór na pOH to:

pOH = -log10([OH-]).

W określonych warunkach (roztwory wodne w temperaturze pokojowej) możemy określić przydatną zależność pomiędzy pH a pOH:

pH = 14 - pOH.

Oto kilka przykładów pH:

1. pH czystej wody wynosi 7, czyli znajduje się pośrodku skali pH.
2. pH naszego żołądka waha się od 1,5 do 3,5: nasz żołądek jest dość kwaśny.
3. Kwas w twoim akumulatorze samochodowym ma pH około 0,5: nie wkładaj tam rąk!
4. Produkty domowe, takie jak środki do czyszczenia kanalizacji są silnymi zasadami: niektóre mogą osiągnąć pH 14.