Utspädning är en vanlig labbteknik som de flesta vetenskapsstudenter möter när de vill uppnå en specifik koncentration av en lösning. Men det är också vad du gör när du lägger till vatten till din mat och dryck hemma för att göra dem mer till din smak. Utspädning påverkar många egenskaper hos en lösning, inklusive dess pH-nivå.
TL; DR (för lång; har inte läst) |
Utspädning gör en sur lösning mer basisk och en alkalisk lösning surare . För att beräkna pH-effekten av utspädning bestämmer du koncentrationen av vätejoner och omvandlar den till pH med hjälp av en enkel arbetsformel.
Betydelse av utspädning
För att späda ut en vattenlösning, tillsätt helt enkelt vatten till den. Detta ökar andelen lösningsmedel eller det flytande materialet för utspädning jämfört med det för det lösta ämnet eller komponenten löst i lösningsmedlet. Om du till exempel später ut saltvatten kommer lösningen att innehålla samma mängd salt, men mängden vatten kommer att öka.
Betydelse av pH
pH-skalan mäter hur surt eller alkaliskt ett ämne är. Det går från 0 till 14, med ett pH av 7 är neutralt, ett pH lägre än 7 är surt och ett pH som är högre än 7 är alkaliskt. Skalan är logaritmisk, vilket innebär att varje pH-värde under 7 är tio gånger surare än nästa högre värde. Exempelvis är pH 3 tio gånger surare än pH 4 och 100 gånger surare än pH 5.
Samma sak gäller för pH-värden över 7. Varje värde är tio gånger mer alkaliskt än nästa lägre helhet värde. Exempelvis är pH 9 tio gånger mer alkaliskt än pH 8 och 100 gånger mer alkaliskt än pH 7. Rent eller destillerat vatten har ett pH på 7, men när du lägger till kemikalier i vatten kan lösningen bli antingen sur eller alkalisk. PH-värdet för en lösning är ett mått på dess vätejonkoncentration. Lösningar med en hög koncentration av vätejoner har ett lågt pH, och lösningar med låga koncentrationer av H + -joner har ett högt pH.
Utspädning av en syra.
Syraämnen inkluderar svart kaffe, batterisyra och citronsaft . Utspädning av en syra minskar koncentrationen av H + (aq) joner, vilket ökar pH-nivån i lösningen mot 7, vilket gör den mindre sur. Men pH-värdet för en sur lösning kan inte bli högre än 7, eftersom vattnet du tillsätter för att späda det inte är alkaliskt.
Utspädning av en alkali
Alkaliska substanser inkluderar ammoniak, bakpulver och blekmedel. Utspädning av en alkali minskar koncentrationen av OH- (aq) joner, vilket sänker pH-nivån för lösningen mot 7, vilket gör den mindre basisk. PH-nivån för en alkalisk lösning kan dock inte bli lägre än 7, eftersom vattnet du tillsätter för att späda det inte är surt.
Beräkna pH-effekt av utspädning
pH-värdet för en lösning är ett mått "of its hydrogen ion concentration.", 3, [[Lösningar med en hög koncentration av vätejoner har ett lågt pH och lösningar med låga koncentrationer av H + -joner har ett högt pH. En enkel arbetsdefinition av pH är pH \u003d - log [H +], där [H +] är vätejonmolariteten. En logaritm för ett nummer är helt enkelt exponenten när du skriver det numret som en effekt på tio. Definitionen av pH som löses för vätejonmolaritet är då [H +] \u003d 10-pH. Till exempel är molariteten för vätejoner i en pH 6-lösning 10 <-6> Använd denna beräkning för att uppskatta vätejonkoncentrationen före utspädning.
Efter utspädning, mät lösningens nya volym. Om du till exempel später lösningen till fyra gånger dess ursprungliga volym kommer koncentrationen att reduceras till en fjärdedel. Om den ursprungliga volymen är V1, och den totala volymen efter utspädning är V4, kommer den slutliga koncentrationen att vara V1 /V4 gånger den ursprungliga koncentrationen. Du kan sedan konvertera vätejonkoncentrationen tillbaka till pH med pH \u003d - log [H +].
