PH

pH er eit mål som vert brukt innan kjemi for å seia noko om kor sur eller basisk ei løysing er i ein vassløysning. Det er ein logaritmisk skala som går frå 0 til 14, der 7 er nøytral. Alt under 7 i pH vert rekna som syrer/surt, og alt over 7 i pH vert rekna som basar/basisk. Til dømes har reint vatn ein pH-verdi på omtrent 7 og dermed nøytralt, medan 1 M ammoniakk har ein pH på om lag 11,6, og dermed basisk. H3O+-konsentrasjonen aukar med ein tiarpotens når pH-verdien minkar med éi eining, to tiarpotensar når pH-verdien minkar med to einingar, osb. Ei løysing med pH-verdi lik 4 inneheld , det vil seia 1000 gonger, fleire H3O+-ion enn ei løysing med pH-verdi lik 7.

Det skal mikroskopiske mengder syre til for å redusera pH-verdien frå 7 til 6 i reint vatn, altså for å endra mengda H3O+ frå  M til . Dess lågare pH-verdien er, dess meir syre treng ein for å endra pH-verdien ei eining.

Forkortinga pH er engelsk for «potential of Hydrogen».

Historie
pH vart introdusert av den danske kjemikaren Søren Peter Lauritz Sørensen i 1909 då han var leiar for den kjemiske avdelinga ved Carlsberg Laboratorium i København.

Definisjon
Det som styrer om ei løysing er sur eller alkalisk er konsentrasjonen av H+-ion. Konsentrasjonen av H+-ion vert målt i mol per liter (mol/L), også kalla molar (M) og er i reint vann 1×10−7 mol/l. 

Definisjonen av pH er , der  er konsentrasjonen av -ion.

Det er minusteiknet i formelen som gjer at ein lågare pH-verdi svarar til ei løysing med høgare konsentrasjon av H+-ion.

Basar
Sjølv om basar er definert som stoff som aukar konsentrasjonen av OH−-ion, anten ved å gjeva frå seg OH−-ion eller taka opp H+-ion, kan ein nytta pH også for å fastsetja styrken på alkaliske løysingar. Dette hender av di produktet av konsentrasjonane av H+- og OH−-ion er konstant ved ein gjeven temperatur. Denne likevekten er gjeven ved:

    (Ved 293 K)

Det er derfor H+-ion også i alkaliske løysingar, men færre jo meir alkalisk løysinga er. Det hadde eigenleg ikkje vore noko i vegen for å nytta konsentrasjonen av OH−-ion, pOH, som mål på surleiksgrad i staden for pH, men det er konvensjon å berre nytta pH. Ein konsekvens av likevekten ovanfor er at . Ved andre temperaturar enn 293 K vert summen litt avvikande frå 14.

Utrekning av pH
Det å rekna seg fram til pH-verdien til ei løysing vert gjord på ymse måtar avhengig om det er ei sterk eller svak syre/base. Det å bruka ymse metodar for å rekna seg fram til pH-verdien må ein av di ei svak syre til dømes reagerer ikkje fullstendig med vatn slik ei sterk syre ville gjord. Dermed, for å finna pH-verdien til ei svak syre, må ein bruka [H3O+] ut frå ein likevekt og setja likevektsutrykket lik syrekonstanten .

Svak syre
Syrekonstanten () vert rekna ut slik:

Sterk syre
Saltsyre (HCl) er eit døme på ei sterk syre som inneber at ho protolyserer omtrent 100%. pH i ei 0,01M løysing av HCl er det same som −log(0,01) som er pH = 2. Vidare ville pH i ei 0,1M løysing av HCl vore −log(0,1) som følgjeleg er pH = 1.

Måling
Det finst kjemiske stoff som skifter farge ved ymse pH-verdiar, slike stoff vert kalla pH-indikatorar. Ved å kombinera pH-indikatorar som skifter farge ved ulik pH er det mogleg å laga pH-papir – såkalla lakmuspapir – som kan finna pH-verdiar med nokolunde grannsemd i eit større intervall. Elektroniske pH-meter er basert på at den elektriske leidningsevna til vatn er proporsjonal med ionekonsentrasjonen.

Kjelder

Denne artikkelen bygger på «pH» frå ,  den 26. februar 2023.

Litteratur

Bakgrunnsstoff

 
 

Syre-base-kjemi
Likevektskjemi
Måleiningar
Vassforureining
Logaritmiske skalaer