formule da usare nel calcolo del pH ritorna
considerando l'equilibrio dell'acqua(in modo semplificato..) si può
scrivere al seguente equazione
H2O <---->H+ + OH- e trovare la costante
Ke = ([H+] * [OH-])/[H2O) ed essendo praticamente costante la [H2O]
data la insignificante ionizzazione subita
si può scrivere Ke*[H2O] = [H+] * [OH-] e riunendo le costanti
si ha una nuova costante Kw = [H+]*[OH-] prodotto ionico dell'acqua
la Kw a 25°C ha un valore di 1.0 * 10^(-14)
dalla Kw=[H+]*[OH-] all'equilibrio si ha [H+]=[OH-]=10^(-7)
dalla Kw =[H+]*[OH-] si ricava
[H+] =Kw/[OH-]
[OH-] =Kw/[H+]
in funzione della concentrazione idrogenionica [H+] si possono
definire le soluzioni come
acide se [H+] > [OH-]
neutre se [H+] = [OH-]
basiche se [H+] < [OH-]
applicando le funzioni logaritmiche alla relazione Kw=[H+]*[OH-]
e introducendo alcune definizioni e correlazioni si ottiene una
nuova relazione per esprimere il tipo di soluzione
definizioni:
pH = logaritmo decimale cambiato di segno della concentrazione idrogenionica
pH = -log[H+]
pOH = logaritmo decimale cambiato di segno della concentrazione ossidrilica
pOH = -log[OH-]
pKw = logaritmo decimale cambiato di segno del prodotto ionico dell'acqua
pKw = -logKw
dalla Kw = [H+]*[OH-] applicando i logaritmi e sostituendo si ottiene:
log Kw = log[H+]*[OH-]
log Kw = log[H+] + log[OH-] cambiando di segno
-log Kw = -log[H+] - log[OH-] sostituendo
pKw = pH + pOH
14 = 7 + 7
in funzione della concentrazione idrogenionica [H+] e del pH si possono
definire le soluzioni come
acide se [H+] > [OH-] ... se pH<7
neutre se [H+] = [OH-] ... se pH=7
basiche se [H+] < [OH-] ... se pH>7
il pH di una soluzione può essere determinato in vari modi: 1-mediante particolari sostanze(indicatori chimici)che modificano in modo evidente e rapido il loro colore quando l'ambiente in cui si trovano modifica la sua caratteristica(acida,basica) 2-mediante particolari strumenti(piaccametri)che forniscono misure più precise del valore del pH presente 3-mediante uso di formule appropriate per le diverse situazioni formule più comuni da usare nel calcolo del pH in alcune soluzioni (esprimere le concentrazioni in normalità...) in presenza di ACIDO forte(completamente ionizzato:alfa =1) HA HA -----> H+ + A- alfa=1 Ca - - - Ca Ca all'equilibrio tutto l'acido risulta dissociato e quindi [H+]=Ca perciò pH = -log[H+] = -log Ca in presenza di BASE forte(completamente ionizzata:alfa =1) MOH MOH -----> M+ + OH- alfa=1 Cb - - - Cb Cb all'equilibrio tutta la base risulta dissociata e quindi [OH-]=Cb perciò pOH = -log[OH-] = -log Cb quindi pH = pKw - pOH in presenza di ACIDO debole(molto poco ionizzato:alfa <<1) HA HA -----> H+ + A- alfa<<1 Ca - - Ca-x x x all'equilibrio sono presenti acido indissociato e ioni derivati Ka = [H+][A-]/[Ca-x] ed essendo x trascurabile si può scrivere Ka = [H+][A-]/Ca da cui si ricava [H+] = radice quadrata(Ka*Ca) in presenza di BASE debole(molto poco ionizzata:alfa <<1) MOH MOH -----> M+ + OH- alfa<<1 Cb - - Cb-x x x all'equilibrio sono presenti base indissociata e ioni derivati Kb = [M+][OH]/[Cb-x] ed essendo x trascurabile si può scrivere Kb = [M+][OH-]/Cb da cui si ricava [OH-] = radice quadrata(Kb*Cb) pH = pKw - pOH nel caso di soluzioni saline si può verificare il fenomeno della idrolisi:cfr.pagina a parte