Im Alltag ist der pH-Wert ein Maß oder ein Bereich, der normalerweise verwendet wird, um den Grad der Neutralität oder das Fehlen von Neutralität in einem Haushaltsartikel zu beschreiben. In der Naturwissenschaft ist der pH-Wert eine Maßeinheit für Ionen in Lösung. Wenn du an einem naturwissenschaftlichen oder chemischen Kurs teilnimmst, musst du möglicherweise wissen, wie man den pH-Wert nach Konzentration berechnet. Berechnen Sie den pH mit der pH-Gleichung: pH = -log[H3O+].
Schritt
Methode 1 von 3: pH. verstehen
Schritt 1. Wissen Sie, was pH bedeutet
Der pH-Wert ist die Konzentration von Wasserstoffionen in einer Lösung. Lösungen mit einer hohen Konzentration an Wasserstoffionen sind sauer. Lösungen mit geringen Wasserstoffionenkonzentrationen sind basisch, auch Alkalien genannt. Wasserstoffionen, auch Hydronium genannt, werden kurz als H+ oder H3O+ geschrieben.
- Kennen Sie den pH-Bereich. Der pH-Bereich ist 1-14. Je niedriger die Zahl, desto saurer ist die Lösung. Je höher die Zahl, desto alkalischer die Lösung. Orangensaft hat beispielsweise einen pH-Wert von 2, da er ziemlich sauer ist. Im Gegensatz dazu hat Bleichmittel einen pH-Wert von 12, da es ziemlich alkalisch ist. Zahlen in der Mitte dieses Bereichs sind normalerweise neutral, wie z. B. Wasser mit einem pH-Wert von 7.
- Ein pH-Wert hat einen Unterschied von 10x. Vergleicht man beispielsweise pH 7 mit pH 6, ist pH 6 zehnmal sauer als pH 7. Somit ist pH 6 100-mal sauer als pH 8.
Schritt 2. Definieren Sie den pH-Wert in der Gleichung
Der pH-Bereich wird mit dem negativen Logarithmus berechnet. Der negative Logarithmus gibt an, wie oft eine Zahl geteilt werden muss. Die pH-Gleichung sieht wie folgt aus: pH = -log[H3O+].
- Die Gleichung kann manchmal als pH = -log[H+]. Wisse, dass Gleichungen mit H3O+ oder H+ tatsächlich dieselbe Gleichung sind.
- Um den pH-Wert zu berechnen, ist es nicht erforderlich, die Bedeutung des negativen Logarithmus zu kennen. Die meisten Taschenrechner, die in Gymnasien und Universitäten verwendet werden, verfügen über eine Protokollschaltfläche.
Schritt 3. Konzentration verstehen
Konzentration ist die Anzahl der Partikel einer Verbindung in einer Lösung. Die Konzentration wird im Allgemeinen in Einheiten der Molarität beschrieben. Molarität ist Mol pro Volumeneinheit (m/v oder M). Wenn Sie eine Lösung im Labor verwenden, wird die Konzentration auf der Flasche angegeben. Bei den Chemie-Hausaufgaben ist in der Regel Konzentration gefragt.
Methode 2 von 3: Verwenden der Konzentration zur Berechnung des pH
Schritt 1. Merken Sie sich die pH-Gleichung
Die pH-Gleichung lautet wie folgt: pH = -log[H3O+]. Stellen Sie sicher, dass Sie die Bedeutung jedes Begriffs in der Gleichung kennen. Sehen Sie, welcher Stamm für Konzentration steht.
In der Chemie bedeuten eckige Klammern normalerweise "Konzentration von". Somit kann die pH-Gleichung gelesen werden als "pH ist gleich dem negativen Logarithmus der Hydroniumionenkonzentration"
Schritt 2. Identifizieren Sie die tatsächliche Konzentration
Lesen Sie Ihre chemische Gleichung. Identifizieren Sie die Konzentration der Säure oder Base. Schreiben Sie die gesamte Gleichung mit den bekannten Werten in der Gleichung auf Papier. Fügen Sie immer Einheiten hinzu, um Verwirrung zu vermeiden.
Wenn die Konzentration beispielsweise 1,05 x 10^5 M beträgt, schreiben Sie die pH-Gleichung als: pH = -log[1,05 x 10^5 M]
Schritt 3. Lösen Sie die Gleichung
Beim Lösen von pH-Gleichungen müssen Sie einen wissenschaftlichen Taschenrechner verwenden. Drücken Sie zuerst die Schaltfläche „Negativ“. Diese Schaltfläche wird normalerweise als „+/-“geschrieben. Klicken Sie nun auf die Schaltfläche "Log". Ihr Bildschirm sollte „-log“anzeigen. Drücken Sie nun die offenen Klammern und geben Sie Ihre Konzentration ein. Vergessen Sie nicht, bei Bedarf einen Exponenten hinzuzufügen. Folgen Sie mit schließenden Klammern. An dieser Stelle sollten Sie "-log(1, 05x10^5)" sehen. Drücken Sie die Gleichheitstaste. Ihr pH-Wert sollte 5 betragen.
Methode 3 von 3: Verwenden des pH-Werts zur Berechnung der Konzentration
Schritt 1. Identifizieren Sie die unbekannten Werte
Schreiben Sie zuerst die pH-Gleichung auf. Als nächstes identifizieren Sie die Werte, die Sie kennen, indem Sie sie direkt unter Ihre Gleichung schreiben. Wenn Sie beispielsweise wissen, dass der pH-Wert 10, 1 beträgt, schreiben Sie 10, 1 auf das Papier, direkt unter die pH-Gleichung.
Schritt 2. Ordnen Sie die Gleichung neu an
Die Neuordnung von Gleichungen erfordert ein solides Verständnis der Algebra. Um die Konzentration mit dem pH-Wert zu berechnen, müssen Sie verstehen, dass die Konzentration auf einer Seite des Gleichheitszeichens getrennt werden muss. Beginnen Sie damit, den pH-Wert auf eine Seite zu verschieben und die Hydroniumionenkonzentration auf die andere Seite zu verschieben. Beachten Sie, dass das negative Vorzeichen auf dem Log zusammen mit dem Hydronium-Ion verschoben wird, wodurch die Gleichung für Hydronium auf der gegenüberliegenden Seite positiv wird. Ziehen Sie dann den pH-Wert von der linken Seite ab und fügen Sie den pH-Wert als Exponenten auf der rechten Seite hinzu.
Zum Beispiel pH = -log[H3O+] ändert sich zu +[H3O+] = log^-pH. Beachten Sie, dass der pH-Wert zum inversen Log geworden ist. Dann können Sie den pH-Wert durch 10, 1 ersetzen.
Schritt 3. Lösen Sie die Gleichung
Bei der Arbeit mit inversen Logs ist der Berechnungsprozess mit dem Taschenrechner ziemlich einzigartig. Denken Sie daran, dass Log eine Art Multiplikation mit der Potenz von 10 ist. Um Ihre Gleichung einzugeben, geben Sie die Zahl 10 ein. Drücken Sie dann die Exponententaste "EXP". Geben Sie ein negatives Vorzeichen gefolgt vom Wert ein. Drücken Sie die Gleiche-Taste.
Zum Beispiel haben wir einen pH-Wert von 10, 1. Geben Sie „10“ein und drücken Sie dann „EXP“. Geben Sie nun „-/+“ein, um den Wert negativ zu machen. Geben Sie abschließend den pH-Wert „10, 1“ein. Drücken Sie die Gleiche-Taste. Sie erhalten 1e-100. Dies bedeutet, dass unsere Konzentration 1,00 x 10^-100 M beträgt
Schritt 4. Überdenken Sie Ihre Antwort
Ist die obige Antwort sinnvoll? Wenn Sie einen pH-Wert von 10,1 haben, wissen Sie, dass das Hydroniumion sehr klein sein muss, da 10,1 eine alkalische Lösung ist. Somit ist der sehr kleine Konzentrationswert sinnvoll.
Tipps
Wenn Ihnen die Berechnung des pH-Werts schwierig erscheint, stehen Ihnen viele andere Tools zur Verfügung. Verwenden Sie Ihr Lehrbuch und bitten Sie Ihren Lehrer um weitere Hilfe
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