pH is een maat voor waterstof ion concentratie, een maat voor de zuurgraad of alkaliteit van een oplossing. De pH-schaal varieert meestal van 0 tot 14. Waterige oplossingen bij 25 ° C met een pH lager dan 7 are zuur, terwijl die met een pH hoger dan 7 basisch zijn of alkalisch. Een pH niveau van 7,0 bij 25 ° C wordt gedefinieerd als "neutrale"omdat de concentratie van H3O+ is gelijk aan de concentratie van OH− in zuiver water. Zeer sterke zuren kunnen hebben een negatieve pH, terwijl zeer sterke basen een pH van meer dan 14 kunnen hebben.
pH vergelijking
De vergelijking voor pH berekenen werd in 1909 voorgesteld door Deense biochemicus Søren Peter Lauritz Sørensen:
pH = -log [H+]
waarbij log de base-10 logaritme is en [H+] staat voor de waterstofionconcentratie in eenheden van mol per liter oplossing. De term 'pH' komt van het Duitse woord 'potenz', wat 'kracht' betekent, gecombineerd met H, het elementensymbool voor waterstof, dus pH is een afkorting voor 'kracht van waterstof'.
Voorbeelden van pH-waarden van gewone chemicaliën
We werken elke dag met veel zuren (lage pH) en basen (hoge pH). Voorbeelden van pH-waarden van laboratoriumchemicaliën en huishoudelijke producten zijn onder meer:
0: zoutzuur
2.0: citroensap
2.2: azijn
4.0: wijn
7.0: zuiver water (neutraal)
7.4: menselijk bloed
13.0: loog
14.0: natriumhydroxide
Niet alle vloeistoffen hebben een pH-waarde
pH heeft alleen betekenis in een waterige oplossing (in water). Veel chemicaliën, waaronder vloeistoffen, hebben dat niet pH waarden. Als er geen water is, is er geen pH. Er is bijvoorbeeld geen pH-waarde voor plantaardige olie, benzine of pure alcohol.
IUPAC Definitie van pH
De International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) heeft een iets andere pH-schaal die is gebaseerd op elektrochemische metingen van een standaardbufferoplossing. In wezen gebruikt de definitie de vergelijking:
pH = -log aH +
waar eenH + staat voor waterstofactiviteit, wat de effectieve concentratie van waterstofionen in een oplossing is. Dit kan enigszins verschillen van de werkelijke concentratie. De IUPAC pH-schaal omvat ook thermodynamische factoren die de pH kunnen beïnvloeden.
Voor de meeste situaties is de standaard pH-definitie voldoende.
Hoe pH wordt gemeten
Ruwe pH-metingen kunnen worden uitgevoerd met behulp van lakmoes papier of een ander type pH-papier waarvan bekend is dat het kleuren verandert rond een bepaalde pH-waarde. De meeste indicatoren en pH-papieren zijn alleen nuttig om te bepalen of een stof een zuur of een base is of om de pH binnen een nauw bereik te identificeren. Een universele indicator is een mengsel van indicatoroplossingen bedoeld om een kleurverandering te bieden over een pH-bereik van 2 tot 10.
Nauwkeuriger metingen worden gedaan met behulp van primaire normen om een glaselektrode en pH-meter te kalibreren. De elektrode werkt door het potentiaalverschil tussen een waterstofelektrode en een standaardelektrode te meten. Een voorbeeld van een standaardelektrode is zilverchloride.
Gebruik van pH
pH wordt zowel in het dagelijks leven als in de wetenschap en de industrie gebruikt. Het wordt gebruikt bij het koken (bijv. Reageren van bakpoeder en een zuur om gebakken goederen te laten rijzen), om cocktails te ontwerpen, in schoonmaakmiddelen en bij het bewaren van voedsel. Het is belangrijk in zwembadonderhoud en waterzuivering, landbouw, geneeskunde, chemie, engineering, oceanografie, biologie en andere wetenschappen.