ค่า pH และ pOH

ค่า pH
สารละลายในน้ำไม่ว่าจะเป็นกรด เบส หรือกลางย่อมประกอบด้วย H3Oและ OH- เสมอโดยมีผลคูณของไอออนทั้งสองเท่ากับ 10-14 ดังนั้นถ้าทราบ [ H3O+หรือ [H+เพียงอย่างเดียวก็สามารถบอกได้ว่าสารละลายเป็นกรด เบส หรือเป็นกลาง เนื่องจาก [ H3O+ในสารละลายมีค่าน้อยและเปลี่ยนแปลงในช่วงกว้าง จาก 1 mol dm-3 (1 M HCI ) ถึง10-14 mol dm-3 (1 M NaOH) การเขียนความเข้มข้นด้วยเลขยกกำลังที่ติดลบย่อยไม่สะดวกและผิดพลาดได้ง่าย
ซอเรนเสน (Sorensen) จึงเสนอแนะให้ใช้มาตราส่วนใหม่ที่สะดวกกว่าซึ่งเรียกว่า มาตราส่วนpH (pH scale)

โดยนิยามว่า
pH = - log [ H+]

หรือ [ H+] = 10-pH
โดยสรุปแล้ว สารละลายกรดมีpH < 7 และ สารละลายเบสมีpH > 7

ส่วนสารละลายที่เป็นกลางจะมีpH เท่ากับ 7


ค่า pOH
โดยนิยามว่า pOH = - log [OH-]
ในน้ำบริสุทธิ์[H3O+] = [OH-] = 10-7 M.

นั่นคือ pH = pOH = 7 และ pH + pOH = 14


วิธีวัด pH ของสารละลายวัดได้ 2 วิธี ดังนี้

1. วิธีเปรียบเทียบสี วิธีนี้เป็นการวัด pH โดยประมาณ (มีความถูกต้อง 0.5 หน่วย pH) ซึ่งทำได้โดยเติมอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมลงไปในสารละลายที่ต้องการวัด pH แล้วเปรียบเทียบกับสารละลาย ทำได้โดยเติมอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสมลงไปในสารละลายที่ต้องการวัด pH แล้วเปรียบเทียบสีกับสารละลายบัฟเฟอร์ที่ทราบค่า pH แน่นอน ซึ่งได้เติมอินดิเคเตอร์ชนิดเดียวกันไปแล้ว หรือใช้กระดาษชุบอินดิเคเตอร์ (กระดาษ pH) จุ่มลงไปแล้วเปรียบเทียบกับสีมาตรฐาน
2. วิธีวัดความต่างศักย์ วิธีนี้วัด pH ได้อย่างละเอียด (มีความถูกต้อง 0.01 หน่วย pH) โดยการใช้เครื่องมือที่เรียกว่า พีเอชมิเตอร์ ซึ่งวัด pH ของสารละลายได้โดยการวัดความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้า 2 ขั้ว

                                             ภาพแสดงเครื่องพีเอชมิเตอร์

คำนวณค่า pH , pOH , [H+] , [OH-] , H+ , OH-

สูตรที่

ใช้เมื่อไหร่

สูตรว่าอย่างไร

1.

หาค่าของ[H+][OH-]

[H+][OH-] = 1.0 x 10
14

2.

หาค่า pH

pH = -log[H+]

3.

หาค่า pOH

pOH = -log[OH-]

4.

หาค่า pH + pOH

pH + pOH = 14



5.

หาค่า H+ , OH-

H+ = [H+] x V      หรือ     OH- = [OH-] x V
1,000                                    1,000
ในกรณีนี้ H+ , OH- มีค่าออกมาเป็น mol  

V ปริมาตรของสาร

ตัวอย่างที่ 1ให้หาค่า pH ของสารละลายที่มี H3 O+ เท่ากับ 1 x 10 -11 และ 6 x 10 -14 โมล/ลิตร
วิธีทำ
[ H3 O+] = 1 x 10-11

pH = -log[ H3 O+] = -log[1 x 10-11 ] = 11

[ H3 O+] = 6 x 10-4

pH = -log[ H3 O+] = -log[6 x 10-4 ] = 4 - log6 = 4 - 0.78 = 3.22
ตัวอย่างที่ 2 จงหา pH ของสารละลายที่มีความเข้มข้นของ H3 O+ = 4.8 x 10-13โมล/ลิตร
วิธีทำ pH = -log[ H3 O+]

= -log[4.8 x 10-13]

= 13 - log 4.8

= 12.32
ตัวอย่างที่ 3 สารละลายชนิดหนึ่งมี pH = 4.00 จะมีความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนเป็นเท่าใด
วิธีทำ pH = -log[ H3 O+]

4 = -log[ H3 O+]

[ H3 O+] = 10-4

= 1 x 10-4

ตัวอย่างที่ 4 จงคำนวณหา [H+ ], [OH- ] , pH , และ pOH ของสารละลายที่มีกรดแก่ HX 0.01 โมลในน้ำ 500 cm3
วิธีทำ
กรดแก่ HX แตกตัวได้ 100 %
[HX] = 0.1 โมล/ลิตร = 0.02 โมล/ลิตร
HX   H+ (aq) + X - (aq)
0.02 โมล/ลิตร 0.02 โมล/ลิตร
เพราะฉะนั้น [H+] = 0.02 โมล/ลิตร
จาก          [H+][OH- ] = 1 x 10-14 โมล/ลิตร
[OH- ] = = 5.0 x 10 --13
เพราะฉะนั้น [OH- ] = 5.0 x 10--13 โมล/ลิตร
pH = -log[H+] = -log(0.02) = 1.70
pH + pOH = 14
pOH = 14 - pH = 14 - 1.70 = 12.30

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น