Εξηγήστε γιατί θεωρείται μια λύση 0,10 HCl ότι έχει τιμή PH 1;
1. Το HCl είναι ένα ισχυρό οξύ: Αυτό σημαίνει ότι εντελώς ιονίζει στο νερό, πράγμα που σημαίνει ότι κάθε μόριο HCl διαχωρίζεται σε Η+ και CL-ιόντα.
2. Το PH είναι λογαριθμική κλίμακα: Το ρΗ υπολογίζεται ως ο αρνητικός λογάριθμος της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου ([Η+]).
3. Η υπόθεση: Η υπόθεση ότι ένα διάλυμα 0,10 m HCl έχει ένα pH 1 προέρχεται από τα εξής:
* [H+] ≈ 0.10 m: Δεδομένου ότι το HCl πλήρως ιονίζει, υποθέτουμε ότι η συγκέντρωση ιόντων Η+ είναι περίπου ίση με την αρχική συγκέντρωση HCl (0,10 m).
* -log (0.10) =1: Αυτός ο υπολογισμός οδηγεί στην τιμή pH του 1.
Ωστόσο, αυτή είναι μια απλοποίηση:
* Δραστηριότητα έναντι συγκέντρωσης: Ο υπολογισμός του ρΗ υποθέτει ότι η δραστικότητα των ιόντων Η+ είναι ίση με τη συγκέντρωσή τους. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι πάντα αλήθεια, ειδικά σε υψηλότερες συγκεντρώσεις. Η δραστηριότητα λαμβάνει υπόψη τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ιόντων σε διάλυμα, τα οποία μπορούν να μειώσουν ελαφρώς την πραγματική δραστικότητα ιόντων υδρογόνου.
* Αυτο-ιονισμός νερού: Ακόμη και σε καθαρό νερό, υπάρχει μικρή ποσότητα ιόντων Η+ λόγω του αυτο-ιονισμού νερού (H2O <=> Η++ ΟΗ-). Αυτό συμβάλλει σε μια μικρή ποσότητα επιπλέον Η+ στο διάλυμα, καθιστώντας το πραγματικό ρΗ ελαφρώς χαμηλότερο από 1.
Συνοπτικά:
* 0.10 m HCl είναι πολύ όξινο: Το pH θα είναι πολύ κοντά στο 1, αλλά όχι ακριβώς 1 λόγω των παραγόντων που αναφέρθηκαν παραπάνω.
* Πιο ακριβής μέτρηση: Για να λάβετε μια ακριβή τιμή pH, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένας μετρητής pH για μια πιο ακριβή μέτρηση.
Επομένως, ενώ η παραδοχή του ρΗ 1 είναι ένα χρήσιμο σημείο εκκίνησης, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τις προσεγγίσεις και ότι το πραγματικό ρΗ μπορεί να είναι ελαφρώς χαμηλότερο.
