Kort forklart
pH-beregning handler om å finne eller tolke surhetsgraden i en løsning. I Kjemi 2 bruker du pH til å koble sammen syre-base-teori, konsentrasjon, likevekt, buffer og titrering. Den viktigste formelen er:
pH = -log[H3O+]
Men formelen er bare nyttig når du vet hva [H3O+] er. Derfor er hovedspørsmålet i pH-beregning alltid: Hvordan finner jeg riktig konsentrasjon av H3O+ eller OH- i denne situasjonen?
De viktigste formlene
For pH bruker du pH = -log[H3O+]. For pOH bruker du pOH = -log[OH-]. Ved 25 °C gjelder pH + pOH = 14,00. Vannets ionprodukt er Kw = [H3O+][OH-] = 1,0 · 10^-14. For svake syrer bruker du Ka. For svake baser bruker du Kb. For buffere bruker du ofte pH = pKa + log([base]/[syre]).
Disse formlene må ikke brukes mekanisk. Du må først bestemme oppgavetype. En sterk syre, en svak syre, en sterk base, en svak base, en buffer og en titrering krever ulike veier til pH.
Sterk syre
En sterk syre protolyserer tilnærmet fullstendig i vann. Eksempler er HCl og HNO3. Hvis løsningen inneholder 0,010 mol/L HCl, regner du [H3O+] = 0,010 mol/L. Da blir pH = 2,00. Husk at konsentrasjonen må være konsentrasjonen i den endelige løsningen. Hvis syren er fortynnet, må du bruke fortynning først.
Den typiske metoden er: identifiser sterk syre, finn konsentrasjon etter eventuell fortynning, sett [H3O+] lik denne konsentrasjonen, og regn pH.
Sterk base
En sterk base gir OH- i vann. Eksempler er NaOH og KOH. Hvis [OH-] = 0,0010 mol/L, er pOH = 3,00. Da blir pH = 14,00 - 3,00 = 11,00. Her er det viktig å ikke bruke pH = -log[OH-]. OH- gir pOH først.