Διαφορά μεταξύ pH και οξύτητας

Κύρια διαφορά – pH έναντι οξύτητας

Το pH και η οξύτητα είναι σχετικοί όροι που εξηγούν ο ένας τον άλλον. Οξύτητα είναι η ποσότητα των ιόντων υδρονίου που υπάρχουν σε ένα διάλυμα. Το pH είναι η κλίμακα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ποσότητας των ιόντων υδρονίου που υπάρχουν σε ένα διάλυμα. Επομένως, το pH μπορεί να ποσοτικοποιήσει την οξύτητα ενός συστήματος. Αυτοί οι όροι χρησιμοποιούνται συχνά στην υδάτινη χημεία που εξηγεί τη συμπεριφορά και τις ιδιότητες των υδάτινων σωμάτων. Η κύρια διαφορά μεταξύ του pH και της οξύτητας είναι ότι το pH είναι μια ποσοτική μέτρηση της οξύτητας ή της βασικότητας ενός διαλύματος ενώ η οξύτητα είναι μια ποιοτική μέτρηση των όξινων ιδιοτήτων ενός διαλύματος.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το pH
      – Ορισμός, τιμές, ιδιότητες
2. Τι είναι η οξύτητα
      – Ορισμός, Ιδιότητες
3. Ποια είναι η σχέση μεταξύ pH και οξύτητας
      – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα στο pH και την οξύτητα
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Σταθερά διάστασης οξέος, οξύτητα, βασικότητα, ιόν υδρονίου, λίθος, μονοπρωτικό, pH, ισχυρά οξέα, αδύναμα οξέα

Τι είναι το pH

Το pH είναι η κλίμακα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της οξύτητας ή της βασικότητας ενός συστήματος. Γενικά, η κλίμακα του pH δίνεται από το 1 έως το 14. Αυτές οι τιμές pH δεν έχουν μονάδες αφού είναι λογαριθμικές τιμές. Το pH μπορεί να οριστεί ως ο λογάριθμος του αντιστρόφου της συγκέντρωσης ιόντων υδρονίου. Αυτό μπορεί να δοθεί σε μαθηματικά σύμβολα όπως παρακάτω.

pH  =    -log₁₀ [H₃ O_(aq) ]

Το pH ενός συστήματος μπορεί να υποδεικνύει εάν το σύστημα είναι όξινο ή βασικό. Το pH 7 θεωρείται ως το ουδέτερο pH. Αυτό συμβαίνει επειδή δεν υπάρχει καθαρή οξύτητα ή βασικότητα σε pH 7. Αλλά εάν ένα συγκεκριμένο σύστημα έχει τιμή pH κάτω από το pH 7, τότε αυτό το σύστημα είναι γνωστό ως όξινο σύστημα. Εδώ, υπάρχουν περισσότερα όξινα είδη. Εάν το pH ενός συστήματος είναι πάνω από pH 7, τότε αυτό το σύστημα ονομάζεται βασικό σύστημα. Εδώ, υπάρχουν περισσότερα βασικά είδη.

Κατά τον υπολογισμό της τιμής pH ενός συστήματος, η συγκέντρωση των ιόντων υδρονίου λαμβάνεται σε μονάδα mol/L. Επομένως, για να υπολογίσουμε το pH ενός συστήματος, θα πρέπει πρώτα να μετρήσουμε τη συγκέντρωση του H₃ O και μετά χρησιμοποιήστε το στην παραπάνω εξίσωση. Όταν πρόκειται για βασικότητα, η τιμή pOH μετριέται αντί για pH. Το pOH υπολογίζεται το ίδιο με το pH, αλλά η συγκέντρωση του ΟΗ μετράται πρώτα εκεί.

Εικόνα 1:Μετρητής pH

Το pH μπορεί να μετρηθεί εύκολα με χρήση μετρητών pH. Ένας τέτοιος τύπος μετρητή pH φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Το pH ενός διαλύματος μπορεί να μετρηθεί βυθίζοντας τον ανιχνευτή του μετρητή pH σε αυτό το διάλυμα. Μετά το βύθισμα, πρέπει να πατηθεί το κουμπί «ανάγνωση». Στη συνέχεια, το pH του διαλύματος εμφανίζεται στην οθόνη.

Τι είναι η οξύτητα

Η οξύτητα είναι ο βαθμός των όξινων ιδιοτήτων ενός συγκεκριμένου συστήματος. Η οξύτητα υποδεικνύεται από την παρουσία ιόντων υδρονίου (H₃ Ο) σε διάλυμα. Επομένως, η Οξύτητα μπορεί επίσης να οριστεί ως η ποσότητα των ιόντων υδρονίου που υπάρχουν σε ένα συγκεκριμένο σύστημα. Η οξύτητα ενός διαλύματος μετριέται με pH. Οι ουσίες με υψηλά όξινα χαρακτηριστικά ονομάζονται οξέα. Αυτές οι ουσίες είναι σε θέση να απελευθερώνουν πρωτόνια (ιόντα Η) μέσω ιονισμού και μπορούν να σχηματίσουν ιόντα υδρονίου στο διάλυμα. Αυτά τα ιόντα υδρονίου προκαλούν την οξύτητα του διαλύματος. Σύμφωνα με τη διαδικασία ιονισμού, υπάρχουν ισχυρά οξέα και αδύναμα οξέα. Τα ισχυρά οξέα μπορούν να ιονιστούν πλήρως και να απελευθερώσουν όλα τα πιθανά πρωτόνια στο διάλυμα. Τα αδύναμα οξέα ιονίζονται εν μέρει και απελευθερώνουν μερικά από τα πρωτόνια με αποτέλεσμα μια ισορροπία.

Η σταθερά διάστασης οξέος δίνει μια ιδέα για την οξύτητα ενός διαλύματος. Για παράδειγμα, ας εξετάσουμε τη διάσταση ενός οξέος "HA".

HA   +   H₂ O     ↔    A   +    H₃ O

Η σταθερά διάστασης οξέος του ΗΑ δίνεται όπως παρακάτω.

Ka =[A][ H₃ O] / [HA]

Σύμφωνα με την παραπάνω εξίσωση, οι αλλαγές στη συγκέντρωση ιόντων υδρονίου μπορούν να αλλάξουν την τιμή Ka. Επομένως, όσο υψηλότερη είναι η τιμή Ka σε ένα διάλυμα, τόσο πιο όξινο είναι. Εάν η τιμή Ka είναι χαμηλότερη, το διάλυμα έχει χαμηλότερη οξύτητα.

Μερικά οξέα μπορούν να απελευθερώσουν ένα πρωτόνιο (ή να σχηματίσουν ένα ιόν υδρονίου), ενώ άλλα οξέα μπορούν να απελευθερώσουν περισσότερα πρωτόνια. Επομένως, η οξύτητα ενός διαλύματος εξαρτάται επίσης από το πόσα ιόντα υδρονίου σχηματίζονται από ένα μόνο μόριο των όξινων ουσιών που υπάρχουν εκεί.

Η οξύτητα μπορεί να προσδιοριστεί εύκολα χρησιμοποιώντας χαρτιά Litmus. Εάν το μπλε Litmus μετατραπεί σε κόκκινο χρώμα όταν βυθιστεί σε ένα συγκεκριμένο διάλυμα, τότε αυτό το διάλυμα μπορεί να αναγνωριστεί ως όξινο διάλυμα.

Εικόνα 2:Υπερχλωρικό οξύ

Η παραπάνω εικόνα δείχνει τη δομή του υπερχλωρικού οξέος. Έχει ένα πρωτόνιο (ιόν Η+) που μπορεί να απελευθερωθεί. Άρα είναι μονοπρωτικό οξύ. Τα υδατικά διαλύματα υπερχλωρικού οξέος έχουν υψηλή οξύτητα.

Σχέση μεταξύ pH και οξύτητας

• Τόσο το pH όσο και η οξύτητα μπορούν να μετρήσουν τις όξινες ιδιότητες ενός διαλύματος.
• Το pH είναι η ποσοτική μέτρηση της οξύτητας.
• Δεδομένου ότι η οξύτητα είναι η ποσότητα των ιόντων υδρονίου που υπάρχουν σε ένα διάλυμα, το pH είναι η λογαριθμική τιμή της αντίστροφης οξύτητας.
• Όσο υψηλότερη είναι η τιμή του pH, μειώνεται η οξύτητα ενός συστήματος.
• Μειώστε την τιμή pH, αυξήστε την οξύτητα ενός συστήματος.

Διαφορά μεταξύ pH και οξύτητας

Ορισμός

pH: Το pH μπορεί να οριστεί ως ο λογάριθμος του αντίστροφου της συγκέντρωσης ιόντων υδρονίου.

Οξύτητα :Η οξύτητα είναι ο βαθμός των όξινων ιδιοτήτων ενός συγκεκριμένου συστήματος.

Φύση

pH: Το pH είναι μια ποσοτική μέτρηση της οξύτητας ή της βασικότητας ενός διαλύματος.

Οξύτητα :Η οξύτητα είναι μια ποιοτική μέτρηση των όξινων ιδιοτήτων ενός διαλύματος.

Μονάδες

pH: Η τιμή του pH είναι χωρίς μονάδα.

Οξύτητα :Η οξύτητα μπορεί να μετρηθεί σε μονάδες mol/L.

Βασικό

pH: Το pH υποδεικνύει εάν ένα διάλυμα είναι όξινο ή βασικό.

Οξύτητα :Η οξύτητα δεν μπορεί να υποδεικνύει εάν ένα διάλυμα είναι βασικό.

Συμπέρασμα

Το καθαρό νερό έχει τιμή pH 7 επειδή δεν έχει διαλυμένα όξινα ή βασικά είδη. Αλλά το νερό που χρησιμοποιούμε συνήθως έχει συχνά μια τιμή pH που μπορεί να κυμαίνεται από 6,5 έως 7,5. Αυτό οφείλεται στο ότι πολλά χημικά είδη διαλύονται στο νερό αφού το νερό είναι καλός διαλύτης. Ωστόσο, η οξύτητα του νερού υποδεικνύεται από το pH του. Οι τιμές του pH κάτω του 7 είναι γνωστές όξινες. Εάν η τιμή του pH είναι πολύ χαμηλή (περίπου pH=2), τότε αυτά τα διαλύματα ονομάζονται έντονα όξινα και οι τιμές pH κοντά στο pH 7 (αλλά κάτω από 7) ονομάζονται ασθενώς όξινα. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε τη διαφορά μεταξύ του pH και της οξύτητας και τη σχέση τους.