pH er et mål på hvorsurenvæskeer. En væske kan ha høy eller lav pH. For eksempel har appelsinjuice lavere pH enn melk.
Surheten er bestemt avkonsentrasjonenavhydrogenioneri løsningen. I kjemien skrives hydrogenioner gjerne som H+-ioner.
Hvis konsentrasjonen av H+-ioner i en løsning er 0,01molperliter,er pH i løsningen 2,0. Sammenhengen er at tallet 0,01 kan skrives sompotensen10–2.
- Løsningen er sur når pH ligger mellom 0 og 7.
- Løsningen erbasisknår pH ligger mellom 7 og 14.
- Løsningen ernøytralnår pH er lik 7.
Måling av pH
Den enkleste måten å måle pH på er å bruke et pH-papir. Et pH-papir er en strimmel papir innsatt med forskjellige fargestoffer. pH-skalaen går fra 1 til 14, og med pH-papiret følger en skala som viser hvilken pH en bestemt farge angir.
Til en bit av pH-papiret i figuren setter man en dråpe av løsningen, og så sammenligner man fargen i flekken etter dråpen med fargene på forsiden av boksen. Papiret egner seg ikke til å bestemme pH i løsninger med pH mellom 6 og 8, for da er antall ioner i løsningen så liten at stoffene i papiret forstyrrer.
pH varierer med temperaturen. For å få sammenlignbare data, bør pH måles ved 25oC.
Et alternativ til pH-papir er å tilsette enpH-indikatortil løsningen. Mer nøyaktige pH-verdier bestemmes med etpH-meter.
Eksempel
pH er bestemt av konsentrasjonen avoksoniumioner[H3O+] i en løsning. Det spesielle med pH er at når pHøkerskyldes det at konsentrasjonen avoksoniumioneri løsningenavtar.
Når pH = 1,0, er konsentrasjonen av oksoniumioner 0,10 mol/L. Når pH = 2,0, er konsentrasjonen av oksoniumioner 0,010 mol/L, altså bare en tidel av hva den var da pH var lik 1,0.
Eksakt definisjon
[H3O+] er lik konsentrasjonen av oksoniumioner i løsningen målt i mol/L.
pH = –log[H3O+]
Omvendt er
[H3O+] = 10-pHmol/L
Grunnen til at man innførte pH, som er enlogaritmiskstørrelse, er at konsentrasjonen av oksoniumioner varierer mange størrelsesordener. Det er mye enklere å si at pH = 4,49 i en løsning enn at konsentrasjonen av H3O+-ioner er 0,0000323 mol/L.
Likevekt
I løsninger i vann gjelder alltid følgende likevekt:
H3O+(aq) + OH-(aq) ↔ 2H2O(l)
FraGuldberg og Waages lovfølger dette likevektsuttrykket:
[H3O+] · [OH–] = K
Ved 25oC er K = 1,0 · 10−14
Denneligningenbetyr at hvis vi starter med en sur løsning, og setter til en base, vil konsentrasjonen av oksoniumioner avta og konsentrasjonen avhydroksidionerøke. Når pH = 7, er konsentrasjonen av hydroksidioner lik konsentrasjonen av oksoniumioner (og bare 0,0000001 mol/L). Når pH er større enn 7, er det flere hydroksidioner enn oksoniumioner i løsningen.
Tar vilogaritmentil likevektsuttrykket, får vi:
pH + pOH = 14,0 ved 25oC
Her er pOH = –log[OH-]
Historie
pH ble innført av den danske kjemikerenSøren Peter Lauritz Sørenseni 1909 da han var leder for den kjemiske avdeling vedCarlsberg LaboratoriumiKøbenhavn.
Den gang var regning med logaritmer alminnelig, så logaritmeregning var allmennkunnskap. I dag har logaritmeregning gått i glemmeboken, og pH ville neppe ha blitt innført i dag. I stedet ville man ha bruktdekadiskeforstavelser (SI-prefikser). Da kan 0,0000323 mol/L skrives 32,3 μmol/L (mikromol per liter).
pH i et utvalg løsninger
| Løsning | pH |
|---|---|
| 1 Msaltsyre | 0,0 |
| 0,1 M saltsyre | 1,0 |
| Magesaft | 0,9–1,5 |
| Sitronsaft | 2,3 |
| Alminneligeddik | 3,1 |
| Sur melk | 4,4 |
| Urin | 5,5–7 |
| Rentvann | 7,0 |
| Blod | 7,32–7,35 |
| Tarmsaft | 8,3 |
| Sjøvann | 8,3 |
| 10 prosentammoniakkvann | 11,0 |
| 10 prosentsodaløsning | 11,3 |
| Mettetkalkvann | 12,3 |
| 1 Mnatronlut | 14,0 |