PH-ul solutiilor PH-ul solutiilor apoaseapoase

Oamenii vorbesc despre "valoare Oamenii vorbesc despre "valoare pHpH" de ani de zile. " de ani de zile. Putini sunt cei care nu au auzit de acest termen sau Putini sunt cei care nu au auzit de acest termen sau nu au citit despre el pe cutiile de creme sau de nu au citit despre el pe cutiile de creme sau de sampon. Totusi cate persoane stiu cu adevarat ce sampon. Totusi cate persoane stiu cu adevarat ce inseamna aceasta prescurtare?inseamna aceasta prescurtare?

"pH""pH" este abrevierea termenului din limba latina este abrevierea termenului din limba latina "potentia hydrogenii" care se traduce "concentratia "potentia hydrogenii" care se traduce "concentratia de ioni de hidrogen".de ioni de hidrogen".Valoarea pH-ului ajuta la diferentierea intre acizi si Valoarea pH-ului ajuta la diferentierea intre acizi si baze si cuantifica puterea acestora. baze si cuantifica puterea acestora. Orice substanta care contine apa are o valoare pH Orice substanta care contine apa are o valoare pH care poate fi determinata utilizand instrumente de care poate fi determinata utilizand instrumente de masura electrice sau indicatori. Scara pH se intinde masura electrice sau indicatori. Scara pH se intinde de la valoarea 0 pana la 14.de la valoarea 0 pana la 14.

pH-ulpH-ul reprezintă logaritmul cu semn schimbat al reprezintă logaritmul cu semn schimbat al concentraţiei concentraţiei ionilorionilor din solutie. Prin noţiunea de pH din solutie. Prin noţiunea de pH se exprimă cantitativ aciditatea (sau bazicitatea) se exprimă cantitativ aciditatea (sau bazicitatea) unei substanţe, pe baza concentraţiei ionilor numiţi unei substanţe, pe baza concentraţiei ionilor numiţi hidroniu hidroniu H3O+. Pentru soluţiile foarte diluate se H3O+. Pentru soluţiile foarte diluate se consideră că pH-ul nu mai este egal cu concentraţia consideră că pH-ul nu mai este egal cu concentraţia hidroniului, ci cu concentraţia molară a soluţiei.hidroniului, ci cu concentraţia molară a soluţiei.

Exemple de valoriExemple de valori PHPH Morcovi : 5,2Morcovi : 5,2 Cartofi : 5 – 5,8Cartofi : 5 – 5,8 Struguri : 5,4 – 6,5Struguri : 5,4 – 6,5 Grau : 5,4 - 7Grau : 5,4 - 7 Sfecla : 7 – 7,8Sfecla : 7 – 7,8

Formula de calculFormula de calcul Pentru definirea Pentru definirea pH-uluipH-ului se foloseşte scara se foloseşte scara

logaritmică la reprezentarea activităţii ionului logaritmică la reprezentarea activităţii ionului de de hidrogenhidrogen în soluţie. pH-ul este egal cu în soluţie. pH-ul este egal cu logaritmul negativ al concentraţiei ionului de logaritmul negativ al concentraţiei ionului de HH++(H(H+3+3O):O):

aHaH++ reprezintă activitatea ionilor de H+şi nu reprezintă activitatea ionilor de H+şi nu este similară cu concentraţia ionilor. este similară cu concentraţia ionilor. Activitatea reprezintă concentraţia efectivă a Activitatea reprezintă concentraţia efectivă a ionilor de hidrogen, şi este de fapt capacitatea ionilor de hidrogen, şi este de fapt capacitatea celorlaltor ioni de a bloca participarea ionului celorlaltor ioni de a bloca participarea ionului de Hde H+ + la diferite reacţii chimice. În soluţiile la diferite reacţii chimice. În soluţiile diluate activitatea este aproximativ egală cu diluate activitatea este aproximativ egală cu valoarea concentraţiei ionului Hvaloarea concentraţiei ionului H++(H(H33OO--). Ţinând ). Ţinând cont de acestea pH-ul se exprimă cont de acestea pH-ul se exprimă adimensional:adimensional:

Masurarea Masurarea PH-uluiPH-ului Adăugarea unui Adăugarea unui indicator de pHindicator de pH în soluţia de în soluţia de

analizat. Culoarea variază în funcţie de pH-ul analizat. Culoarea variază în funcţie de pH-ul soluţiei. Utilizarea indicatorilor pentru determinări soluţiei. Utilizarea indicatorilor pentru determinări calitative trebuie să ţină cont de variaţia de culoare calitative trebuie să ţină cont de variaţia de culoare a acestuia, în funcţie de pH-ul soluţiei (de preferat a acestuia, în funcţie de pH-ul soluţiei (de preferat sunt indicatorii care variază pe un interval de pH cât sunt indicatorii care variază pe un interval de pH cât mai mic). mai mic).

utilizarea unui pH-metru cu electrozi pH selectivi: utilizarea unui pH-metru cu electrozi pH selectivi: electrodul de sticlă, electrodul de hidrogen, electrodul de sticlă, electrodul de hidrogen, electrodul de chinhidronă. electrodul de chinhidronă.

Determinarea exactă a valorii pH-ului se face prin Determinarea exactă a valorii pH-ului se face prin metode combinate: utilizarea de indicatori împreună metode combinate: utilizarea de indicatori împreună cu metode spectrofotometrice, pentru identificarea cu metode spectrofotometrice, pentru identificarea fiecărui constituent ce influenţează pH-ul (culoarea fiecărui constituent ce influenţează pH-ul (culoarea indicatorului).indicatorului).

pOH-ulpOH-ul Opusul pH-ului este pOH, care măsoară concentraţia Opusul pH-ului este pOH, care măsoară concentraţia

ionului OH, respectiv bazicitatea soluţiei. Ţinând ionului OH, respectiv bazicitatea soluţiei. Ţinând cont de disocierea apeicont de disocierea apei

şi de constanta acestui proces Kşi de constanta acestui proces Kww (constanta de (constanta de disociere a apei), vom aveadisociere a apei), vom avea

Aplicând logaritmii rezultă relaţiileAplicând logaritmii rezultă relaţiile::

Valori reprezentative ale Valori reprezentative ale PH-PH-uluiului

Tipuri de substanteTipuri de substante PHPH

Suc de lamaieSuc de lamaie 2.4 2.4

ColaCola 2.52.5

OtetOtet 2.92.9

BereBere 4.54.5

CafeaCafea 5.05.0

CeaiCeai 5.55.5

LapteLapte 6.56.5

Apa puraApa pura 7.07.0

SangeSange 7.34-7.457.34-7.45

Factorii ce modifica Factorii ce modifica PH-ul PH-ul solutiilor apoasesolutiilor apoase

1.1. Efectele diluEfectele diluaatieitiei (raportul dintre o cantitate de (raportul dintre o cantitate de solutie si cantitatea de solvent din acea solutie)solutie si cantitatea de solvent din acea solutie)Prin diluarea solutiei tampon se modifica atat Prin diluarea solutiei tampon se modifica atat concentratia componentelor ei cat si taria ionica, concentratia componentelor ei cat si taria ionica, ambele efecte avand drept urmare o variatie a pH-ambele efecte avand drept urmare o variatie a pH-ului.Un prim efect al dilutiei este datorat solventului ului.Un prim efect al dilutiei este datorat solventului amfiprotic(apa) care actioneaza , fie ca un acid slab, fie amfiprotic(apa) care actioneaza , fie ca un acid slab, fie ca o baza slaba, deplasand echilibrele in sensul ca o baza slaba, deplasand echilibrele in sensul neutralizarii.Alt efect asupra coeficientilor de neutralizarii.Alt efect asupra coeficientilor de activitate , care cresc o data cu micsorarea tariei activitate , care cresc o data cu micsorarea tariei ionice prin diluare;pH-ul solutiilor tampon este mai ionice prin diluare;pH-ul solutiilor tampon este mai putin influentata de dilutie decat pH-ul solutiilor de putin influentata de dilutie decat pH-ul solutiilor de acid clorhidric.Solutiile de acizi si baze tari, desi au o acid clorhidric.Solutiile de acizi si baze tari, desi au o capacitate de tamponare mai mare decat solutiile de capacitate de tamponare mai mare decat solutiile de acizi si baze slabe, isi schimba mai mult pH-ul la acizi si baze slabe, isi schimba mai mult pH-ul la diluare decat sistemele care contin electroliti diluare decat sistemele care contin electroliti incomplet disociati.incomplet disociati.

2.2. Efectul de sareEfectul de sareSarurile neutre produc o micsorare  a Sarurile neutre produc o micsorare  a coeficientilor de activitate, efectul fiind coeficientilor de activitate, efectul fiind contrar celui provocat de diluare.Astfel, prin contrar celui provocat de diluare.Astfel, prin adaos de saruri neutre, pH-ul solutiilor adaos de saruri neutre, pH-ul solutiilor tampon baza slaba-sare se mareste, pe tampon baza slaba-sare se mareste, pe cand cel al solutiilor de acid slab-sare este cand cel al solutiilor de acid slab-sare este micsorat.In absenta unor interactiuni micsorat.In absenta unor interactiuni directe intre sarea adaugata si componenta directe intre sarea adaugata si componenta tamponului, variatia pH-ului este cauzata in tamponului, variatia pH-ului este cauzata in principal de influenta asupra coeficientilor principal de influenta asupra coeficientilor de activitate si in mai mica masura datorita de activitate si in mai mica masura datorita

schimbarii raportului de tamponareschimbarii raportului de tamponare

3.3. Efectele variatiei temperaturiiEfectele variatiei temperaturiiEfectul variatiilor de temperatura asupra Efectul variatiilor de temperatura asupra paH-ului(sarii) unei solutii tampon se pot paH-ului(sarii) unei solutii tampon se pot gasi prin derivarea in raport cu gasi prin derivarea in raport cu temperatura a legii actiunii maselor, temperatura a legii actiunii maselor, corespunzatoare cazului concret corespunzatoare cazului concret considerat.Pentru multi electroliti slabi, considerat.Pentru multi electroliti slabi, curbele variatiei constantei de disociere curbele variatiei constantei de disociere cu temperatura au o forma parabolica, cu cu temperatura au o forma parabolica, cu un minim in domeniul de temperatura un minim in domeniul de temperatura cuprins intre 0ºC si 60ºC.Minimul acesta cuprins intre 0ºC si 60ºC.Minimul acesta este in general deplasat catre este in general deplasat catre temperatura de 60C, o data cu  temperatura de 60C, o data cu  descresterea tariei acidului sau catre 0 C descresterea tariei acidului sau catre 0 C cand descreste taria bazei.cand descreste taria bazei.

4.4.Efectul presiuniiEfectul presiuniiEchilibrele in solutie sunt mult mai putin Echilibrele in solutie sunt mult mai putin influentate de variatiile presiunii decat de influentate de variatiile presiunii decat de variatiile temperaturii. In consecinta, variatiile temperaturii. In consecinta, modificarea paH-ului solutiilor tampon, modificarea paH-ului solutiilor tampon, cauzata de schimbarile presiunii cauzata de schimbarile presiunii barometrice, poate fi neglijata. Totusi, cand barometrice, poate fi neglijata. Totusi, cand variatiile sunt foarte mari, de ordinul a sute variatiile sunt foarte mari, de ordinul a sute de atmosfere, modificarile paH-ului sunt de atmosfere, modificarile paH-ului sunt sesizabile datorita variatiilor de volum sesizabile datorita variatiilor de volum rezultate din fenomenul de electrostrictiune rezultate din fenomenul de electrostrictiune al dizolvantului.Acest fenomen, este cu atat al dizolvantului.Acest fenomen, este cu atat mai puternic cu cat creste sarcina ionica si mai puternic cu cat creste sarcina ionica si descreste marimea razelor ionilor.descreste marimea razelor ionilor.

Diaconu AlexandraDiaconu Alexandra

Soroceanu PetronelaSoroceanu Petronela

Sirbu DianaSirbu Diana

Clasa a XII-a BClasa a XII-a B