Calculator pH: Conversie Concentrație H+ în Valoare pH Online

Ce este un calculator al valorii pH?

Un calculator al valorii pH convertește concentrația ionilor de hidrogen într-o valoare a pH-ului. Utilizează formula pH = -log10([H+]), unde [H+] este concentrația ionilor de hidrogen dintr-o soluție, măsurată în moli pe litru (mol/L). Rezultatul plasează soluția pe scala pH-ului, care se întinde în mod normal de la 0 la 14 și arată dacă soluția este acidă, neutră sau bazică.

Ce este pH-ul?

pH este abrevierea pentru „puterea hidrogenului”. Acesta măsoară câți ioni de hidrogen sunt dizolvați într-un lichid. Un ion de hidrogen este un singur proton, notat H+. O soluție cu mulți ioni de hidrogen este acidă. O soluție cu puțini ioni de hidrogen este bazică, numită și alcalină. Apa pură se află la mijloc, la pH 7, și este numită neutră.

Concentrația ionilor de hidrogen este de obicei un număr foarte mic, precum 0,0001 mol/L sau 0,0000001 mol/L. Chimistul danez Søren Sørensen a introdus scala pH-ului în 1909, pentru ca chimiștii să poată scrie aceste numere mici sub forma unor valori simple și ușor de gestionat.

Formula pH-ului

Formula pentru pH este:

pH = -log₁₀[H+]

• pH-ul este rezultatul, de obicei un număr între 0 și 14.
• [H+] este concentrația ionilor de hidrogen, în moli pe litru (mol/L).
• log₁₀ este logaritmul în baza 10.

IUPAC definește pH-ul pe baza activității ionilor de hidrogen, nu a concentrației. Activitatea este concentrația efectivă după ce ionii interacționează între ei. În soluțiile diluate, cele două valori sunt apropiate, iar acest calculator utilizează concentrația.

Semnul minus inversează logaritmul, astfel încât un număr mai mare de ioni de hidrogen corespunde unui pH mai mic, iar un număr mai mic de ioni de hidrogen unui pH mai mare. Relația este întotdeauna inversă: o valoare mai mare a [H+] înseamnă un pH mai mic, iar o valoare mai mică a [H+] înseamnă un pH mai mare.

Deoarece formula este un logaritm, fiecare treaptă întreagă a scalei pH-ului reprezintă o modificare de zece ori a concentrației ionilor de hidrogen. O soluție cu pH 4 are de zece ori mai mulți ioni de hidrogen decât una cu pH 5 și de o sută de ori mai mulți decât una cu pH 6.

Cum se calculează pH-ul din concentrația ionilor de hidrogen

1. Determinați concentrația ionilor de hidrogen, în mol/L.
2. Calculați logaritmul în baza 10 al acelui număr.
3. Înmulțiți rezultatul cu -1.

Concentrația trebuie să fie mai mare decât 0 mol/L. Logaritmul lui 0 nu este definit, astfel încât calculatorul solicită un număr pozitiv în loc să returneze un rezultat. Calculatorul se deschide cu [H+] = 1 × 10⁻⁷ mol/L, valoarea pentru apa pură la 25 °C, ceea ce dă pH 7,00.

Exemplul 1

O soluție are o concentrație a ionilor de hidrogen de 1 × 10⁻⁴ mol/L.

pH = -log₁₀(1 × 10⁻⁴) = -(-4) = 4,00

Soluția este acidă, deoarece pH-ul său este mai mic decât 7.

Exemplul 2

O soluție are o concentrație a ionilor de hidrogen de 6,3 × 10⁻⁵ mol/L.

pH = -log₁₀(6,3 × 10⁻⁵) ≈ 4,20

Și această soluție este acidă. Este puțin mai puțin acidă decât soluția cu pH 4,00 de mai sus, deoarece are mai puțini ioni de hidrogen.

Scala pH-ului: acidă, neutră și bazică

• pH mai mic decât 7: soluție acidă (mai mulți ioni de hidrogen)
• pH egal cu 7: soluție neutră (apă pură la 25 °C)
• pH mai mare decât 7: soluție bazică sau alcalină (mai puțini ioni de hidrogen)

Scala este prezentată de obicei de la 0 la 14, deși nu are o limită inferioară sau superioară fixă. Acizii foarte concentrați pot avea valori sub 0, iar bazele foarte concentrate pot avea valori peste 14.

O valoare mai mare a pH-ului înseamnă întotdeauna o concentrație mai mică a ionilor de hidrogen, nu una mai mare. De exemplu, o soluție cu pH 4,05 are mai puțini ioni de hidrogen, aproximativ 8,9 × 10⁻⁵ mol/L, decât o soluție cu pH 4,00, care are 1,0 × 10⁻⁴ mol/L. Acest lucru contează la verificarea unui electrod de pH cu ajutorul unei soluții tampon de referință. Dacă un aparat indică pH 4,05 în locul pH-ului așteptat 4,00 al soluției tampon, acesta înregistrează puțin mai puțini ioni de hidrogen decât conține efectiv soluția tampon, iar electrodul poate necesita recalibrare.

Întrebări frecvente

Cum se calculează pH-ul din concentrația ionilor de hidrogen?

Calculați logaritmul în baza 10 al concentrației ionilor de hidrogen în mol/L, apoi înmulțiți rezultatul cu -1. Pentru [H+] = 1 × 10⁻⁵ mol/L, pH = -log₁₀(10⁻⁵) = 5,00.

Care este diferența dintre pH și concentrația ionilor de hidrogen?

Acestea descriu aceeași proprietate sub două forme. [H+] este o concentrație, în mol/L. pH-ul este logaritmul negativ în baza 10 al acesteia. Scala pH-ului transformă valorile foarte mici ale concentrației în valori simple, aproximativ între 0 și 14.

Un pH mai mare înseamnă mai mulți sau mai puțini ioni de hidrogen?

Mai puțini. Din cauza semnului minus din formulă, pH-ul și concentrația ionilor de hidrogen variază în direcții opuse. Un pH mai mare corespunde întotdeauna unei valori mai mici a [H+], iar un pH mai mic corespunde întotdeauna unei valori mai mari a [H+].

Poate pH-ul să fie negativ sau mai mare decât 14?

Da, deși acest lucru este neobișnuit. Acizii foarte concentrați pot avea un pH sub 0, iar bazele foarte concentrate pot avea un pH peste 14. Majoritatea soluțiilor uzuale se încadrează între 0 și 14.

Care este pH-ul apei pure?

Apa pură are un pH de 7,00 la 25 °C, cu o concentrație a ionilor de hidrogen de 1 × 10⁻⁷ mol/L. Aceasta este definită ca neutră, la jumătatea distanței dintre acid și bazic pe scala standard.

Temperatura afectează calculul pH-ului?

Formula pH = -log₁₀[H+] nu se modifică odată cu temperatura. Totuși, concentrația ionilor de hidrogen din apa neutră se schimbă în funcție de temperatură, astfel încât valoarea pH-ului considerată neutră se îndepărtează ușor de 7,00 la temperaturi diferite de 25 °C.