เราสามารถบอกความเป็นกรดเป็นเบสของสารละลายโดยค่า
pH
pH
ย่อมาจากคำว่า positive potential of the hydrogen ions คือ ค่าที่แสดงถึงความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน (H+) หรือไฮโดรเนียมไอออน
(H3O+) ใช้บอกความเป็นกรดหรือเบสของสารละลาย
โดยค่า pH
ของสารละลายเป็นค่าลอการิทึมของความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน
pH
= -log [H3O+]
หรือ [H3O] + = 10-pH โดยที่ [H3O+]
คือ ความเข้มข้นของ H3O+ หรือ H+
เป็นโมล/ลิตร
น้ำบริสุทธิ์ ที่อุณหภูมิ 25 0C จะมี [H3O+]
= 1 x 10 -7 โมล/ลิตร
ดังนั้น pH = -log [H3O+] = -log [1 x 10
-7] = 7
นั่นคือ pH ของน้ำบริสุทธิ์ ที่อุณหภูมิ 25 0C
เท่ากับ 7 ถือว่ามีสภาพเป็นกลาง คือไม่มีความเป็นกรดหรือเบส
ถ้า [H3O+]
= 1 x 10
-5 ;
pH =
-log [H3O+]
= -log
[1 x 10 -5] =
5 (เป็นกรด)
ถ้า
[H3O+]
= 1 x 10 -9
; pH
= -log [H3O+]
= -log
[1 x 10 -9] =
9 (เป็นเบส)
ดังนั้นสรุปว่า
pH < 7 สารละลายเป็นกรด
pH = 7 สารละลายเป็นกลาง
pH > 7 สารละลายเป็นเบส
หรืออาจจะเขียนเป็นสเกลได้ดังนี้
นอกจากจะบอกความเป็นกรดเป็นเบสของสารละลายด้วยค่า
pH แล้วยังสามารถบอกค่าความเป็นกรด-เบส ได้โดยใช้ค่า pOHp ของสารละลาย
คือ ค่าที่บอกความเข้มข้นของ OH-
pOH = -log[OH- ]
โดย pH + pOH = 14
ตารางแสดง สเกล pH ของสารละลายที่มีความเข้มข้นต่างๆ
กัน
::กลับด้านบน::
วิธีวัด pH ของสารละลายวัดได้
2 วิธี ดังนี้
1.
วิธีเปรียบเทียบสี วิธีนี้เป็นการวัด pH โดยประมาณ
(มีความถูกต้อง 0.5 หน่วย pH) ซึ่งทำได้โดยเติมอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมลงไปในสารละลายที่ต้องการวัด
pH แล้วเปรียบเทียบกับสารละลาย ทำได้โดยเติมอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมลงไปในสารละลายที่ต้องการวัด
pH แล้วเปรียบเทียบสีกับสารละลายบัฟเฟอร์ที่ทราบค่า pH แน่นอน ซึ่งได้เติมอินดิเคเตอร์ชนิดเดียวกันไปแล้ว
หรือใช้กระดาษชุบอินดิเคเตอร์ (กระดาษ pH) จุ่มลงไปแล้วเปรียบเทียบกับสีมาตรฐาน
2.
วิธีวัดความต่างศักย์ วิธีนี้วัด pH ได้อย่างละเอียด
(มีความถูกต้อง 0.01 หน่วย pH) โดยการใช้เครื่องมือที่เรียกว่า พีเอชมิเตอร์
ซึ่งวัด pH ของสารละลายได้โดยการวัดความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้า 2 ขั้ว
ภาพแสดงเครื่องพีเอชมิเตอร์
ตัวอย่างที่ 1ให้หาค่า pH ของสารละลายที่มี H3
O+ เท่ากับ 1 x 10 -11 และ 6 x 10 -14
โมล/ลิตร
วิธีทำ
[
H3 O+] = 1 x 10-11
pH
= -log[ H3 O+] = -log[1 x 10-11
] = 11
[
H3 O+] = 6 x 10-4
pH
= -log[ H3 O+] = -log[6 x 10-4
] = 4 - log6 = 4 - 0.78 = 3.22
ตัวอย่างที่ 2 จงหา pH ของสารละลายที่มีความเข้มข้นของ
H3 O+ = 4.8 x 10-13โมล/ลิตร
วิธีทำ pH
= -log[ H3 O+]
=
-log[4.8 x 10-13]
=
13 - log 4.8
=
12.32
ตัวอย่างที่ 3 สารละลายชนิดหนึ่งมี pH = 4.00
จะมีความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนเป็นเท่าใด
วิธีทำ pH
= -log[ H3 O+]
4
= -log[ H3 O+]
[
H3 O+] = 10-4
=
1 x 10-4
ตัวอย่างที่ 4 จงคำนวณหา [H+ ], [OH-
] , pH , และ pOH ของสารละลายที่มีกรดแก่ HX 0.01 โมลในน้ำ 500 cm3
วิธีทำ
กรดแก่
HX แตกตัวได้ 100 %
[HX]
= 0.1 โมล/ลิตร = 0.02 โมล/ลิตร
HX
 H+
(aq) + X - (aq)
0.02
โมล/ลิตร 0.02 โมล/ลิตร
เพราะฉะนั้น [H+] = 0.02 โมล/ลิตร
จาก
[H+][OH-
] = 1 x 10-14 โมล/ลิตร
[OH-
] = = 5.0 x 10 --13
เพราะฉะนั้น
[OH- ] = 5.0 x 10--13 โมล/ลิตร
pH
= -log[H+] = -log(0.02) = 1.70
pH
+ pOH = 14
pOH
= 14 - pH = 14 - 1.70 = 12.30
::กลับด้านบน:: |
