ViewWiki

שיעור 2 מתוך 4

סולם ה־pH.

כ־25 דקות · 6 שאלות תרגול

ה־pH כלוגריתם: מינוס המעריך של ריכוז ההידרוניום, צעד אחד שהוא פי עשרה, חישוב pH מריכוז ובחזרה, מהילה, ובסיסים על אותו סולם.

שלב 1 מתוך 6 · מינוס הלוגריתם

שלב 1 מתוך 6

מינוס הלוגריתם

ריכוזי ההידרוניום בתמיסות של יום־יום נעים בין בערך 11⁠ מול לליטר ל־10−1410^{-14}⁠: ארבע עשרה סדרי גודל. כדי לא לכתוב כל פעם חזקות של עשר, כימאים משתמשים במעריך עצמו. ב־1909 הציע זרן סרנסן, כימאי ממעבדות קרלסברג, את ה־pH:

pH=−log⁡[H3O+]\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H_3O^+}]⁠

הלוגריתם של ריכוז קטן מאחד שלילי, והמינוס הופך אותו לחיובי. הגרף הראשון הוא סולם ה־pH, וה־pH של הכוס מסומן עליו.

לשאלה

שלב 2 מתוך 6

חזקות של עשר

מכיוון שה־pH הוא לוגריתם, כל צעד של 11⁠ בסולם הוא פי 1010⁠ בריכוז. כאן ה־pH קבוע על 4. נבאו, ואז הסתכלו בגרף השני.

לשאלה

שלב 3 מתוך 6

פי כמה חומצי

לכן השוואה בין שני ערכי pH היא חיסור של מעריכים: פער של nn⁠ יחידות הוא פי 10n10^n⁠ בריכוז ההידרוניום.

לשאלה

שלב 4 מתוך 6

מריכוז ל־pH

כשהריכוז אינו חזקה שלמה של עשר, משתמשים במחשבון: pH=−log⁡[H3O+]\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H_3O^+}]⁠. בכיוון ההפוך: [H3O+]=10−pH[\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-\mathrm{pH}}⁠.

לשאלה

שלב 5 מתוך 6

מהילה

כשמוסיפים מים לחומצה, אותה כמות של יונים מתפזרת בנפח גדול יותר. בחומצה חזקה כל היונים כבר בחוץ, ולכן הריכוז שלהם קטן בדיוק פי מה שהנפח גדל.

לשאלה

שלב 6 מתוך 6

בסיסים על אותו סולם

ה־pH מתאר גם תמיסות בסיסיות, בעזרת מכפלת היונים: [H3O+]=10−14[OH−][\mathrm{H_3O^+}] = \dfrac{10^{-14}}{[\mathrm{OH^-}]}⁠. בדרך קצרה יותר: מגדירים pOH=−log⁡[OH−]\mathrm{pOH} = -\log[\mathrm{OH^-}]⁠, ואז pH+pOH=14\mathrm{pH} + \mathrm{pOH} = 14⁠.

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „חומצות ובסיסים”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · הגיעו למטרה

שנו את pH כך שבכוס יהיה [H3O+]=10−4 mol/L[\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-4}\ \mathrm{mol/L}⁠, ולחצו על בדיקה.

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

ה־pH עומד על 4. כמה פעמים יותר יוני H3O+\mathrm{H_3O^+}⁠ יהיו בכוס ב־pH 3?

לניסוי

תרגול · חשבו

פי כמה יותר יוני H3O+\mathrm{H_3O^+}⁠ יש בתמיסה ב־pH 44⁠ מאשר בתמיסה ב־pH 88⁠?

לניסוי

תרגול · חשבו

במיץ לימון [H3O+]=2.5×10−3 mol/L[\mathrm{H_3O^+}] = 2.5 \times 10^{-3}\ \mathrm{mol/L}⁠. מהו ה־pH שלו? (שתי ספרות אחרי הנקודה.)

לניסוי

תרגול · חשבו

ל־10 mL של חומצה מלחית בריכוז 0.1 mol/L, ב־pH 11⁠, מוסיפים מים עד 1000 mL. מה ה־pH עכשיו?

לניסוי

תרגול · חשבו

מהו ה־pH של תמיסת נתרן הידרוקסידי, NaOH\mathrm{NaOH}⁠, בריכוז 0.01 mol/L?