Hva er pH og hva måler den?
David Gould / Getty Images
pH er et logaritmisk mål på hydrogenionkonsentrasjonen til en vandig løsning pH = -log[H+] der log er logaritmen med basis 10 og [H+] er hydrogenionekonsentrasjonen i mol per liter
pH beskriver hvor sur eller basisk en vandig løsning er, der en pH under 7 er sur og en pH større enn 7 er basisk. pH på 7 regnes som nøytral (f.eks. rent vann). Vanligvis varierer pH-verdiene fra 0 til 14, selv om de er svært sterke syrer kan ha en negativ pH , mens veldig sterke baser kan ha en pH over 14.
Begrepet 'pH' ble først beskrevet av den danske biokjemikeren Søren Peter Lauritz Sørensen i 1909. pH er en forkortelse for 'power of hydrogen' hvor 'p' er en forkortelse for det tyske ordet for power, makt og H er grunnstoffsymbolet for hydrogen.
Hvorfor pH-målinger er viktige
Kjemiske reaksjoner i vann påvirkes av surheten eller alkaliteten til løsningen. Dette er viktig ikke bare i kjemi-laboratoriet, men i industri, matlaging og medisin. pH er nøye regulert i menneskelige celler og blod. Det normale pH-området for blod er mellom 7,35 og 7,45. Variasjon med til og med en tiendedel av en pH-enhet kan være dødelig. Jords pH er viktig for spiring og vekst av avlinger. Sur nedbør forårsaket av naturlige og menneskeskapte forurensninger endrer surheten i jord og vann, og påvirker i stor grad levende organismer og andre prosesser. I matlaging brukes pH-endringer i baking og brygging. Siden mange reaksjoner i hverdagen påvirkes av pH, er det nyttig å vite hvordan man beregner og måler det.
Hvordan pH måles
Det finnes flere metoder for måle pH .
- Den vanligste metoden er en pH-meter, som involverer en pH-sensitiv elektrode (vanligvis laget av glass) og en referanseelektrode.
- Syre-base-indikatorer endrer farge som svar på forskjellige pH-verdier. Lakmuspapir og pH-papir brukes til raske, relativt upresise målinger. Dette er papirstrimler som er behandlet med en indikator.
- Et kolorimeter kan brukes til å måle pH i en prøve. Et hetteglass fylles med en prøve og en reagens tilsettes for å produsere en pH-avhengig fargeendring. Fargen sammenlignes med et diagram eller standard for å bestemme pH-verdien.
Problemer med å måle ekstrem pH
Ekstremt sure og basiske løsninger kan oppstå i laboratoriesituasjoner. Gruvedrift er et annet eksempel på en situasjon som kan produsere uvanlig sure vandige løsninger. Spesielle teknikker må brukes for å måle ekstreme pH-verdier under 2,5 og over rundt 10,5 fordi Nernst-loven ikke er nøyaktig under disse forholdene når glasselektroder brukes. Ionestyrkevariasjon påvirker elektrodepotensialer . Spesielle elektroder kan brukes, ellers er det viktig å huske pH-målinger vil ikke være like nøyaktige som de som er tatt i vanlige løsninger.