pH hesaplama

pH, pOH, hidrojen iyonu ve hidroksit derişimi arasında çevrim yapın ya da kuvvetli veya zayıf bir asidin veya bazın pH sini derişiminden ve Ka değerinden bulun.


Derişimler mol/L cinsindendir. Bilimsel gösterim çalışır, yani 1.75e-5 ile 0.0000175 aynı şeydir. Ka ve Kb yalnızca iki zayıf seçenek için geçerlidir; bunun yerine 4,76 yazmak için son kutuyu pK konumuna alın.
pH
2.88
Asidik
pOH
11.12
[H+] mol/L
1.31 × 10−3
[OH−] mol/L
7.61 × 10−12
02468101214

Zayıf asit. x² + Kax − KaC = 0 denklemi, x küçüktür varsayımı yapılmadan tam olarak çözülür; böylece asit ileri derecede iyonlaştığında da sonuç geçerli kalır.

Bu derişimde asit ya da baz %1.31 oranında iyonlaşmıştır.

pH neyi ölçer

pH, hidrojen iyonu derişiminin onluk logaritmasının eksilisidir; yani pH = −log10[H+]. Bir logaritma olduğu için her tam basamak on kat demektir: pH 3, pH 4 ten on kat, pH 5 ten yüz kat daha asidiktir. 25 °C deki saf suda [H+] ve [OH−] ikisi de 1,0 × 10−7 mol/L dir ve bilinen nötr değer 7 buradan gelir. O 7 evrensel bir sabit değildir; oda sıcaklığındaki suyun iyonlaşma çarpımı Kw nin sonucudur ve sıcaklık değişirse o da kayar.

pH, pOH ve iki derişim

Bu dört büyüklük tek bir sayının dört ayrı yüzüdür. Herhangi birini verin, kalan üçü pH + pOH = 14 ve [H+][OH−] = Kw = 1,0 × 10−14 bağıntılarından çıkar. Menüdeki ilk dört seçenek tam olarak bunu yapar. pH 3,4 ise pOH 10,6, hidrojen iyonu derişimi 4,0 × 10−4 mol/L ve hidroksit derişimi 2,5 × 10−11 mol/L olur; hangi uçtan başlarsanız başlayın hesap aynı şekilde yürür.

Kuvvetli asitler ve bazlar

Kuvvetli bir asit tümüyle ayrışır, dolayısıyla 0,01 mol/L lik hidroklorik asit çözeltisi 0,01 mol/L hidrojen iyonu ve pH 2 verir. pH = −log10C kestirmesi yaklaşık 10−6 mol/L ye kadar sorunsuz çalışır, sonra sessizce çöker: 10−8 mol/L HCl in pH sini 8 sayar ki bu bir asidi bazik yapardı. Bu araç, suyun kendi kattığı hidrojen iyonlarını da içeren tam dengeyi çözer ve pH 6,98 verir; olması gerektiği gibi, çok hafif asidik.

Zayıf asitler ve bazlar

Zayıf bir asit yalnızca kısmen iyonlaşır ve nereye kadar gideceğini asit ayrışma sabiti Ka belirler. Denge x² + Kax − KaC = 0 verir; buradaki x hidrojen iyonu derişimidir. Ders kitapları genelde ortadaki terimi atıp x = √(KaC) kullanır; iyonlaşma yüzde 5 in altında kaldığı sürece bu yeterince yakındır, aşınca gözle görülür biçimde yanlıştır. Bu araç ikinci derece denklemi tam olarak çözer ve iyonlaşma yüzdesini de bildirir, böylece yaklaşımın tutup tutmayacağını kendiniz görürsünüz. Ka yı sayı olarak girin, örneğin 1,75 × 10−5, ya da son kutuyu pK yapıp 4,76 yazın.

Bilmekte fayda var

  • pH bir logaritmadır, yani bir birimlik fark asitlikte on katlık farktır, ufak bir adım değil.
  • Nötr nokta yalnızca 25 santigrat derecede 7 dir; 100 derecedeki suda 6,14 civarına iner.
  • 0 in altındaki ve 14 ün üstündeki pH değerleri gayet gerçektir, sadece çok derişik çözeltiler gerekir.
  • Kuvvetli, tümüyle ayrışan demektir, tehlikeli değil. Hidroflorik asit zayıftır ama yine de son derece aşındırıcıdır.
  • Hiçbir şey saklanmaz. Hesap sunucumuzda çalışır ve sonuç gönderildikten sonra atılır.

Sıkça sorulan sorular

mol/L cinsinden hidrojen iyonu derişiminin onluk logaritması alınıp işareti değiştirilir; yani pH = −log10[H+]. Elinizde iyon sayısı değil de bir derişim varsa çözelti seçeneklerinden birini seçin; araç ayrışmayı hesaba katarak önce [H+] değerini bulur.

Yaklaşık 10−6 mol/L nin üstünde basitçe pH = −log10C tir, çünkü kuvvetli asit tümüyle ayrışır. Bunun altında su kendi hidrojen iyonlarından hesaba katılacak kadar katkı verir, bu yüzden araç kesin biçim olan [H+] = (C + √(C² + 4Kw)) / 2 yi kullanır.

Onu, pH nin eksilisi kuvvetine yükseltin: [H+] = 10−pH. pH 4,5 değeri 3,2 × 10−5 mol/L eder. Menüden pH yi seçin, dört büyüklük birlikte gelsin.

pOH aynı fikrin hidroksite uygulanmış halidir: pOH = −log10[OH−]. 25 santigrat derecede ikisi her zaman 14 eder, çünkü iki derişimin çarpımı Kw = 1,0 × 10−14 değerine sabitlenmiştir. Yani pH 9,2 demek pOH 4,8 demektir.

Kuvvetli asit protonlarının neredeyse tamamını verir, dolayısıyla hidrojen iyonu derişimi kendi derişimine eşittir. Zayıf asit ise bir dengeye ulaşır ve yalnızca bir kesri iyonlaşır. O kesri Ka belirler; zayıf bir asidin pH si bulunmadan önce bir sayı daha istemesinin nedeni budur.

Evet. 0 ile 14 aralığı seyreltik çözeltiler için bir uzlaşımdır, bir sınır değil. 12 mol/L lik derişik hidroklorik asidin pH si −1,1 civarındadır, derişik sodyum hidroksit ise 15 i aşar. Bu araç alışılmış aralığın dışındaki değerleri kabul eder ve ölçek çubuğunda yalnızca uca sabitler.

Çünkü x = √(KaC) bir terimi atıyor. İyonlaşan miktarın başlangıç derişimi yanında küçük olduğunu varsayar ve iyonlaşma yüzde 5 in altında kaldığı sürece bu iyi bir varsayımdır. Bu araç denklemi tam olarak çözer, bu yüzden görece kuvvetli bir zayıf asidin seyreltik çözeltisinde biraz daha düşük okur. İyonlaşma yüzdesi, yaklaşımın güvenli olup olmadığını değerlendirebilesiniz diye gösterilir.

Yalnızca 25 santigrat derecede. Nötr, [H+] ile [OH−] nin eşit olması demektir ve bu nokta pKw nin yarısına düşer. Kw sıcaklıkla arttığı için 100 derecedeki nötr suyun pH si 6,14 e yakındır ve yine de nötrdür. Bu araç baştan sona 25 derece değerini kullanır; derslerdeki standart varsayım budur.

pH nasıl hesaplanır?

pH −log10[H+] tir ve pH + pOH = 14 eder. Bu hesaplayıcı pH, pOH, [H+] ve [OH−] arasında çevrim yapar; ayrıca kuvvetli ya da zayıf asit veya bazın pH sini derişiminden bulur, zayıf asit denklemini tam olarak çözer ve iyonlaşma yüzdesini bildirir.