Kakva je ovisnost pH i koncentracije lužine? Naime, mjerenjem smo utvrdili da je lužina (NaOH) konc. 2,5 imala jednako visoki pH (14) kao i lužina konc. 0,8. Lijepo vas molim da odgovor bude prilagođen potpunim laicima što se tiče kemijskog obrazovanja, bez puno kemijskih formula. Unaprijed hvala.

Ime i prezime: Željka Nemanić zeljka.nemanic@cchellenic.com

 


Vrijednost pH definirana je kao negativni logaritam aktiviteta (ugrubo, to je korigirana množinska koncentracija kojoj je k tomu maknuta mjerna jedinica) oksonijevih iona u (vodenoj) otopini:

pH = − log a(H+)

≈ − log (c(H+)/(mol dm−3))

No, ovdje nemamo kiselinu, nego lužinu pa se treba prisjetiti odnosa između koncentracija oksonijevih i hidroksidnih iona u vodenim otopinama:

c(H+c(OH) = Kw

Njihov umnožak je stalan i pri 25 °C iznosi Kw = 10−14 mol2 dm−6. Logaritmira li se gornji izraz, dobiva se nakon malo sređivanja:

log (c(H+)/(mol dm−3)) + log (c(OH)/(mol dm−3)) = −14

odnosno:

pH + pOH = 14

pOH je veličina analogna pH, samo što se odnosi na koncentraciju hidroksidnih iona odnosno lužnatost otopine. S porastom koncentracije kiseline pH će padati, a pOH rasti, dok će s porastom koncentracije lužine biti obrnuto.

Poznavajući matematičku pozadinu, možemo se sad prebaciti na onaj "neobičan" fenomen. Za početak se može izračunati koliki bi bio odnos vrijednostî pH tih dviju lužina, uprkos tomu što nigdje nisu dane jedinice:

Δ(pH) = (pH)1 − (pH)2

= (pOH)2 − (pOH)1

= − log a2 − ( − log a1)

= log a1 − log a2

= log (a1/a2)

≈ log ((c1/(mol dm−3))/(c2/(mol dm−3)))

= log (c1/c2)

= log (2,5/0,8)

= 0,49

Dakle, razlika u vrijednostima pH tih dviju otopina, uzmu li se u obzir koncentracije, ne prelazi pola jedinice (Općenito, velike razlike postaju male kad se prelazi na logaritamsku skalu.). No, kako je taj pH oko četrnaest, onda bi pOH trebao biti oko nule, što će reći da su u pitanju lužine koncentracija bliskih 1 mol dm−3 (znači, vjerojatno 0,8 mol dm−3 i 2,5 mol dm−3). Tako koncentrirane otopine ne spadaju u svijet kojem je pH definiran pa mjerenja redovito budu lagano uzaludna. Vrijedi tek činjenica da je ono što se izmjeri redovito niže od onoga što bi proizašlo iz koncentracije, i to to niže što je koncentracija viša (otprilike rečeno, ioni si u otopinama međusobno smetaju pa ispada kao da ih ima nešto manje). Zbog toga bi razlika u vrijednostima pH trebala biti još manja od onih 0,49. Ako ste pak mjesto nekakvog pH-metra koristili indikatorske papiriće, nekakva razlika nije se niti mogla očekivati.

Eto, potrudio sam se maksimalno izbjeći kemijske formule. Nadam se da se zahtjev nije odnosio i na one matematičke. Bez njih je pH vrlo teško opisivati.

Pozdrav,

Odgovorio: Ivica Cvrtila   icvrtila@chem.pmf.hr

<-- Povratak

 

Postavite pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika.

copyright 1999-2000 e_škola_________kemija