pH

pH er en parameter som angir hvor sur eller basisk en løsning av stoffer i vann er (sesyrerogbaser).

Den enkleste måten å måle pH på er å bruke et pH-papir (se figur). 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.

• Løsningen er sur når pH ligger mellom 1 og 7.
• Løsningen er basisk når pH ligger mellom 7 og 14.
• Løsningen er nøytral når pH er lik 7.

Til en bit av pH-papiret i figuren setter man en dråpe av løsningen og sammenligner 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 da antall ioner i løsningen da er så liten at ionene i papiret forstyrrer.

Et alternativ til pH-papir er å sette enpH-indikatortil løsningen.

En eksakt definisjon

pH er et mål for konsentrasjonen avoksoniumioner[H₃O⁺] i en løsning av et stoff i vann når konsentrasjonen er målt i mol/L:

pH = –log[H₃O⁺]

(enheten mol/L sløyfes ved innsetning i formelen)

Omvendt er:

[H₃O⁺] = 10^-pHmol/L

Grunnen til at pH, en logaritmisk størrelse, ble innført 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.

pH varierer med temperaturen. For å få sammenlignbare data bør pH måles ved 25^oC.

Mer nøyaktige pH-verdier bestemmes med etpH-meter.

Litt mer

I løsninger i vann gjelder alltid likevekten:

H₃O⁺(aq) + OH^-(aq) ↔ 2H₂O(l)

FraGuldberg og Waages lovfølger likevektsuttrykket:

[H₃O⁺] · [OH^–] = K

Ved 25^oC er K = 1,0 · 10^-14

Denne ligningen betyr at hvis vi starter med en sur løsning, og setter til en base, vil konsentrasjonen av oksoniumioner avta og konsentrasjonen av hydroksidioner øke. Når pH = 7 er konsentrasjonen av hydroksidioner lik konsentrasjonen av oksoniumioner. Når pH er større enn 7 er det flere hydroksidioner enn oksoniumioner i løsningen.

Tar vi logaritmen til likevektsuttrykket får vi:

pH + pOH = 14,0 ved 25^oC

Her er pOH = –log[OH^-]

Et eksempel

Det spesielle med pH er at når pHøkerskyldes det at konsentrasjonen av oksoniumioner i 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 dvs bare en tiendel av hva den var.

Historie

pH ble innført av den danske kjemikerSøren Peter Lauritz Sørenseni 1909 da han var leder for den kjemiske avdeling vedCarlsberg Laboratoriumi København.

Den gang var regning med logaritmer alminnelig så logaritmeregning var allmennkunnskap. I dag bruker vi i stedet en elektronisk kalkulator og logaritmeregning har gått i glemmeboken. Derfor ville neppe pH ha blitt innført i dag. I stedet ville man ha brukt dekadiske forstavelser (SI-prefikser). Da kan 0,0000323 mol/L skrives 32,3 μmol/L

pH i et utvalg løsninger

1 M saltsyre	0,0
0,1 M saltsyre	1,0
Magesaft	0,9–1,5
Sitronsaft	2,3
Alminnelig eddik	3,1
Sur melk	4,4
Urin	5,5–7
Rent vann	7,0
Blod	7,32–7,35
Tarmsaft	8,3
Sjøvann	8,3
10 % ammoniakkvann	11,0
10 % sodaløsning	11,3
Mettet kalkvann	12,3
1 M natronlut	14,0