PH: Forskelle mellem versioner

Content deleted Content added
No edit summary
Ny side: '''pH''' og '''pOH''' er de værdier, der bruges til beskrivelse af en opløsnings surhedsgrad eller alkalitet. <br> De danske kemikere Søren Peder Lauritz Sørensen og [[Johannes Nico...
Linje 1:
'''pH''' og '''pOH''' er de værdier, der bruges til beskrivelse af en opløsnings surhedsgrad eller alkalitet.
{{DISPLAYTITLE:pH}}
<br>
{{harflertydig}}
I [[kemi]]en er '''pH''' er et mål for en opløsnings '''surhedsgrad''', altså et udtryk for, hvor meget og hvor stærk [[syre]], eller [[base]] der er tilstede i [[opløsning (kemi)|opløsningen]]. Dette væsentlige kemiske begreb blev introduceret af deDe danske kemikere [[Søren Peder Lauritz Sørensen]] og [[Johannes Nicolaus Brønsted]]. '''p'''introducerede begrebet pH, der står for "potens" og '''H'pondus Hydrogenii'', står for [[Brint|Hydrogen]]-[[ion (kemi)|ionen]]hvilket H<sup>+</sup>.
 
betyder "vægt(ning) af hydrogenioner".
Simpelt sagt beskriver pH-skalaen, hvorvidt en opløsning er sur (pH < 7), neutral (pH = 7) eller basisk (pH > 7). Bemærk at stærkt sure opløsninger godt kan have en negativ pH-værdi, mens stærkt basiske opløsninger kan have en pH-værdi over 14.
 
== Definition==
Navnet '''pH''' kommer af ''pondus Hydrogenii'', hvilket betyder "vægt(ning) af hydrogenioner"
[[Vands autoprotolyse|Vands protolytiske egenskaber]] gør følgende sandt for rent vand og fortyndede vandige opløsninger ved 25&deg;C:
 
:<math>\begin{align}
==Definition==
& [H_{3}O^{+}]=[OH^{-}]=1,0\cdot 10^{-7}M \\
[[Billede:pH-skala.jpg|thumb|Sammenhængen mellem koncentrationen af brintioner (H+) og tilsvarende pH-værdier]]
& \Downarrow \\
& [H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]=1,0\cdot 10^{-14}M^{2} \\
\end{align}</math>
 
pH defineres nu som minus logaritmen til ''H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>''-koncentrationen, mens pOH defineres som minus logaritmen til
En opløsnings pH-værdi afspejler koncentrationen af [[hydrogenion]]er (H<sup>+</sup>): Enhver syre er kendetegnet ved en større eller mindre tilbøjelighed til at afgive H<sup>+</sup>-ioner, så jo mere og jo stærkere syre der er, desto flere ioner.
 
''OH<sup>-</sub>''-koncentrationen:
Hvis koncentrationen af H<sup>+</sup>-ioner, målt i [[mol_(enhed)|mol]]/[[liter]], skrives som [H<sup>+</sup>], er den matematiske sammenhæng:
 
:<math>\begin{align}
:<math>\mbox{pH} = -\log \left[ \mbox{H}^+ \right]</math>
& pH=-\log [H_{3}O^{+}] \\
& pOH=-\log [OH^{-}] \\
\end{align}</math>
 
Den førnævnte sammenhæng bliver nu interessant, hvis logaritmen tages på begge sider af lighedstegnet:
Bemærk at skalaen er omvendt [[logaritme|logaritmisk]] (-log), hvilket vil sige at når koncentrationen af Hydrogen-ioner, [H<sup>+</sup>], tidobles vil pH-værdien blive 1 lavere. På samme måde vil pH-værdien blive 2 højere hvis [H<sup>+</sup>] gøres 100 gange mindre.
:<math>K_{v}=[H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]\Leftrightarrow \log K_{v}=pH+pOH</math>
 
Ved 25&deg;C må følgende naturligvis være sandt:
==Måling af pH==
:<math>pH + pOH = 14,00</math>
pH-værdien af en opløsning kan måles med forskellige typer [[indikator]]væske
eller papir imprægneret med indikatorvæske, f.eks. [[lakmus]]papir, der antager bestemte farver afhængigt af pH-værdien for den opløsning de kommer i kontakt med. I dag benyttes for det meste et elektronisk [[pH meter]] med en pH elektrode. Der opnås hermed stor nøjagtighed.
 
== pH- og pOH-værdier ==
==Beregning af pH==
[[Image:PH scale.png|thumb|right|pH-skalaen.]]
Formlen for at beregne pH for en hvilken som helst syre er:
Rent vand ved 25&deg;C har altså følgende pH-værdi:
:<math>pH=-\log (1,0\cdot 10^{-7}M)=7,0</math>
Det defineres, at en opløsning kaldes ''neutral'' hvis pH er 7, den kaldes ''sur'' hvis pH er mindre end 7 og kaldes ''basisk'' hvis pH er større end 7.
{| class="wikitable"
|-
!
! [''H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>'']
! [''OH<sup>-</sub>'']
! pH-værdi
! pOH-værdi
|-
| '''Sur opløsning'''
| [''H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>''] > 1,0 · 10 <sup>-7</sup>
| [''OH<sup>-</sub>''] < 1,0 · 10 <sup>-7</sup>
| pH < 7
| pOH > 7
|-
| '''Neutral opløsning'''
| [''H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>''] = 1,0 · 10 <sup>-7</sup>
| [''OH<sup>-</sub>''] = 1,0 · 10 <sup>-7</sup>
| pH = 7
| pOH = 7
|-
| '''Basisk opløsning'''
| [''H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>''] < 1,0 · 10 <sup>-7</sup>
| [''OH<sup>-</sub>''] > 1,0 · 10 <sup>-7</sup>
| pH > 7
| pOH < 7
|}
== Indikatorer og måling ==
[[Image:Phenolphthalein-at-pH-9.jpg|thumb|right|[[Fenolftalein]] i basisk opløsning.]]
pH- og pOH-værdien af en opløsning kan måles med forskellige typer [[indikator]]er.
Dette er typisk vækser, der antager forskellige farve ved forskellige pH-værdier, såsom [[fenolftalein]], [[methylorange]], [[bromcresolgrønt]],
 
[[methylrødt]], [[bromthymolblåt]], [[thymolblåt]] eller papir med imprægneret indikatorvæsker - eksempelvis [[lakmus]]papir. Lakmuspapir antager en bestemt
<math>pH = -log \left ( \frac{-k_s}{2}+\sqrt{\frac{{k_s}^2}{4}+k_s\cdot {c_s}} \right )</math>
 
farve, afhængigt af pH-værdien for den opløsning lakmuspapiret kommer i kontakt med.
Dog bruges denne formlen i virkeligheden kun til at beregne middelstærke syrer idet man har andre formler til at beregne stærke syrer og svage syrer. En middelstærk syrer er diffeneret ved at have en pk<sub>s</sub> værdi mellem 0 og 4.
I dag måles pH-værdier dog med elektroder. Disse elektroder måler egentlig væskens ledningsevne, men idet den afhænger af ioners tilstedeværelse, udtrykker
 
en væskes ledningsevne indirekte væskens pH- og pOH-værdi.
En stærk syre er diffeneret med en pk<sub>s</sub>-værdi under en 0. For at beregne denne bruges formlen:
 
<math>pH = -log \left ( c_s \right )</math>
 
== Beregning af syrers pH ==
En svag syre er defineret med en pk<sub>s</sub>-værdi som er over 4. For at beregne en svag syre bruges formlen:
Der findes flere måder hvorpå pH for syrer kan beregnes.
For syrer er den korrekte måde:
:<math>pH=-log\left( \frac{-K_{s}}{2}+\sqrt{\frac{K_{s}^{2}}{4}+K_{s}\cdot c_{s}} \right)</math>
:hvor
:''c<sub>s</sub>'' angiver den formelle koncentration af syre
:''k<sub>s</sub>'' angiver syreligevægtskonstanten, der kan findes som en tabelværdi og her er kan omskrives til:
:<math>K_{s}=\frac{[H_{3}O^{+}]^{2}}{c_{s}-[H_{3}O^{+}]}</math>
 
Det viser sig dog, at man ved en række simple antagelser, der oftest er tilladelige, kan udregne pH hvor stærke og svage syrer på en lettere måde:
<math>pH = 0,5 \cdot \left ( pk_s -log \left ( c_s \right ) \right )</math>
 
En syre med ''pK<sub>s</sub>'' på under 0 kaldes en '''stærk syre'''. En stærk syres pH-værdi kan tilnærmes ved følgende formel:
Formlene for at beregne baserne er meget lig formlerne for at beregne syrerne.
:<math>pH = -log \left ( c_s \right )</math>
 
En syre med ''pK<sub>s</sub>'' på over 4 kaldes en '''svag syre'''. En svag syres pH-værdi kan tilnærmes ved følgende formel:
Formlen for at beregne alle baser er:
:<math>pH = 0,5 \cdot \left ( pK_s -log \left ( c_s \right ) \right )</math>
 
<math>pH = 14 - log \left ( \frac{-k_b}{2}+\sqrt{\frac{{k_b}^2}{4}+k_b\cdot {c_b}} \right )</math>
 
::Hvis man vil udregne pH i en opløsning af 0,1M [[saltsyre]] (HCl), der har en ''K<sub>s</sub>''-værdi på 1·10<sup>7</sup>M, kan det gøres på to måder:
Formlen for at beregne stærke baser er:
::<math>pH=-\log \left( \frac{-1\cdot 10^{7}M}{2}+\sqrt{\frac{\left( 1\cdot 10^{7}M \right)^{2}}{4}+1\cdot 10^{7}M\cdot 0,1M} \right)=1,0</math>
<br>
::<math>pH=-\log \left( 0,1M \right)=1,0</math>
 
== Beregning af syrers pOH ==
<math>pH = 14 - log \left ( c_b \right )</math>
Formler, som dem der findes i afsnittet "beregning af syres pH", kan også udledes for pOH. Dette gør man dog af tradition ikke, da følgende formel er
 
tilstrækkelig, når pH kan beregnes:
Formlen for at beregne svage baser er:
:<math>[H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]=K_{v}\Leftrightarrow pH+pOH=pK_{v}</math>
<br />
:<math>\begin{align} & [H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]=1,0\cdot 10^{^{-14}}M^{2}\quad (25^{\circ }C) \\ & \Updownarrow \\ & pH+pOH=14\quad (25^{\circ }C) \\
 
\end{align}</math>
<math>pH = 14 - 0,5 \cdot \left ( pk_b -log \left ( c_b \right ) \right )</math>
 
== Beregning af basers pH ==
Der findes flere måder hvorpå pH for baser kan beregnes.
For baser er den korrekte måde:
:<math>pH = 14 - log \left ( \frac{-K_b}{2}+\sqrt{\frac{{K_b}^2}{4}+k_b\cdot {c_b}} \right )</math>
:hvor
:''c<sub>b</sub>'' angiver den formelle koncentration af base
:''K<sub>b</sub>'' angiver baseligevægtskonstanten, der kan findes som en tabelværdi og her er kan omskrives til:
:<math>K_{b}=\frac{[OH^{-}]^{2}}{c_{b}-[OH^{-}]}</math>
 
Det viser sig dog, at man ved en række simple antagelser, der oftest er tilladelige, kan udregne pH hvor stærke og svage baseer på en lettere måde:
C<sub>S</sub> = formelle koncentration af syre
 
En '''stærk bases pH-værdi''' kan tilnærmes ved følgende formel:
C<sub>B</sub> = formelle koncentration af base
:<math>pH = 14 - log \left ( c_b \right )</math>
 
En '''svag bases pH-værdi''' kan tilnærmes ved følgende formel:
:<math>pH = 14 - 0,5 \cdot \left ( pK_b -log \left ( c_b \right ) \right )</math>
 
== Beregning af basers pOH ==
Formler, som dem der findes i afsnittet "beregning af basers pH", kan også udledes for pOH. Dette gør man dog af tradition ikke, da følgende formel er
 
tilstrækkelig, når pH kan beregnes:
:<math>[H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]=K_{v}\Leftrightarrow pH+pOH=pK_{v}</math>
<br />
:<math>\begin{align} & [H_{3}O^{+}]\cdot [OH^{-}]=1,0\cdot 10^{^{-14}}M^{2}\quad (25^{\circ }C) \\ & \Updownarrow \\ & pH+pOH=14\quad (25^{\circ }C) \\
 
\end{align}</math>
 
==Eksempler på pH-værdier==
[[Billede:Acid Titration.PNG|right|frame]]
pH-skalaen har sit neutrale punkt ved 7. Her er der nemlig lige meget [[syre]] og [[base (kemi)|base]] til stede. Værdierne mellem 4,5 og 8,5 er det

interval, man finder i danske jordtyper.
 
{| style="border: 2px dotted black;"
Line 105 ⟶ 185:
==Se også==
*[[Brint|Hydrogen/Brint]]
*[[pOH]]
*[[Syre]]
*[[Base (kemi)|Base]]
Line 115 ⟶ 194:
 
==Eksterne adresser==
*[http://unisci.com/stories/20011/0321011.htm UniSci, 22-Mar-2001, Answering One Of Water's Most Basic Questions] Citat: "..."The result is that we now have

the first model of why [[vand|water]] has the pH it does," says Dellago...."
 
 
 
<br clear=all />
Line 125 ⟶ 208:
|
[[Vands autoprotolyse]] |
[[pH og pOH]] |
[[pOH]] |
[[syre]] |
[[base]] |
Line 135 ⟶ 217:
|}
</center>
 
[[Kategori:Kemi]]
[[Kategori:Fysisk kemi]]
[[Kategori:Økologi]]
 
[[af:PH]]
[[ar:أس هيدروجيني]]
[[bg:Водороден показател]]
[[bs:PH]]
[[ca:PH]]
[[cs:Kyselost]]
[[cy:PH]]
[[de:PH-Wert]]
[[el:PH]]
[[en:PH]]
[[eo:PH (kemia parametro)]]
[[es:PH]]
[[et:Vesinikeksponent]]
[[eu:PH]]
[[fa:پ‌هاش]]
[[fi:Happamuus]]
[[fr:Potentiel hydrogène]]
[[gl:PH]]
[[he:PH]]
[[hr:PH]]
[[hu:PH]]
[[ia:Potential de hydrogeno]]
[[id:PH]]
[[io:PH]]
[[is:Sýrustig]]
[[it:PH]]
[[ja:水素イオン指数]]
[[ko:수소 이온 농도]]
[[ku:Nirxa pH]]
[[la:Pondus Hydrogenii]]
[[lt:PH]]
[[lv:PH]]
[[mk:Водороден показател]]
[[ml:പി.എച്ച്. മൂല്യം]]
[[ms:PH]]
[[nl:PH]]
[[nn:PH]]
[[no:PH]]
[[nov:PH]]
[[pam:PH]]
[[pl:Skala pH]]
[[pt:PH]]
[[ro:PH]]
[[ru:Водородный показатель]]
[[sh:PH]]
[[simple:PH]]
[[sk:Kyslosť]]
[[sl:PH]]
[[so:PH]]
[[sr:PH вредност]]
[[su:PH]]
[[sv:PH]]
[[th:ค่า pH]]
[[tr:PH]]
[[uk:PH]]
[[vi:PH]]
[[zh:PH值]]
[[zh-min-nan:PH]]