สารละลายในน้ำไม่ว่าจะเป็นกรด เบส หรือกลางย่อมประกอบด้วย H3O+ และ 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)
ซอเรนเสน (Sorensen) จึงเสนอแนะให้ใช้มาตราส่วนใหม่ที่สะดวกกว่าซึ่งเรียกว่า มาตราส่วนpH (pH scale)
โดยนิยามว่า
pH = - log [ H+]
หรือ [ H+] = 10-pH
หรือ [ H+] = 10-pH
โดยสรุปแล้ว สารละลายกรดมีpH < 7 และ สารละลายเบสมีpH > 7
ส่วนสารละลายที่เป็นกลางจะมีpH เท่ากับ 7
ส่วนสารละลายที่เป็นกลางจะมีpH เท่ากับ 7
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
2. วิธีวัดความต่างศักย์ วิธีนี้วัด pH ได้อย่างละเอียด (มีความถูกต้อง 0.01 หน่วย pH) โดยการใช้เครื่องมือที่เรียกว่า พีเอชมิเตอร์ ซึ่งวัด pH ของสารละลายได้โดยการวัดความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้า 2 ขั้ว
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
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
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
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
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

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
[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
pH + pOH = 14
pOH = 14 - pH = 14 - 1.70 = 12.30
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น