Istilah utama: pH·Sebutan: pi-eich·Bahasa Inggeris: pH
pH 4 dan pH 5 kelihatan hanya berbeza satu nombor, tetapi skala pH bukan skala linear. Setiap perubahan satu unit mewakili perubahan faktor 10 pada aktiviti ion hidrogen, sebab itu angka yang kecil boleh membawa makna kimia yang besar.
Nilai pH memampatkan julat keasidan yang sangat besar ke dalam nombor yang mudah digunakan. Caranya ialah dengan logaritma. Secara formal, pH ditakrifkan berdasarkan aktivitiion hidrogen, bukan sekadar kepekatannya. Oleh sebab skala ini ialah logaritma asas 10, perubahan satu unit pH berkaitan dengan perubahan faktor 10 pada aktiviti ion hidrogen.
Nota Istilahaktiviti: Ukuran kepekatan efektif secara termodinamik. Ia mengambil kira bahawa ion dalam larutan sebenar saling berinteraksi, maka nilainya tidak semestinya sama dengan kepekatan.
Nota Istilahaktiviti: Ukuran kepekatan efektif secara termodinamik. Ia mengambil kira bahawa ion dalam larutan sebenar saling berinteraksi, maka nilainya tidak semestinya sama dengan kepekatan.
Apakah yang sebenarnya diukur oleh pH?
Dalam penerangan sekolah, pH sering ditulis sebagai pH = −log₁₀[H⁺]. Persamaan ini berguna untuk larutan cair, kerana kepekatan ialah penghampiran yang munasabah kepada tingkah laku efektif ion. Takrifan yang lebih tepat daripada IUPAC ialah pH = −log₁₀ a(H⁺), dengan a(H⁺) ialah aktiviti ion hidrogen.
Jadi penggunaan [H⁺] ialah model penghampiran yang sangat berguna, tetapi tidak patut dianggap takrifan paling asas bagi semua larutan.
Mengapa perlu menggunakan logaritma?
Kepekatan ion hidrogen boleh merentasi banyak kuasa sepuluh. Menulis nombor seperti 0.000001 berulang kali tidak praktikal, dan logaritma memampatkan julat itu. Sebagai model mudah, [H⁺] = 10⁻⁴ memberikan pH kira-kira 4, manakala [H⁺] = 10⁻⁵ memberikan pH kira-kira 5.
Nombor pH hanya berbeza satu, tetapi 10⁻⁴ ÷ 10⁻⁵ = 10. Maka larutan pH 4 mempunyai kira-kira 10 kali aktiviti ion hidrogen larutan pH 5 jika dibandingkan pada asas yang sama. Bagi pH 3 dengan pH 5, faktornya 10² = 100, dan bagi pH 2 dengan pH 5, faktornya 10³ = 1,000.
Skala pH ialah logaritma asas 10. Perubahan satu unit pH mewakili perubahan faktor 10 pada aktiviti ion hidrogen, manakala perubahan dua unit mewakili faktor 100.
Dua unit pH bukan dua kali ganda, tetapi seratus kali ganda.
Dua unit pH bukan dua kali ganda, tetapi seratus kali ganda.
Oleh itu, tidak tepat untuk berkata pH 4 dua kali lebih berasid daripada pH 8. Nombor pada skala pH tidak boleh dibandingkan melalui nisbah biasa seperti ukuran panjang atau jisim. Selain itu, pH mengukur keadaan aktiviti ion hidrogen, bukan jumlah keseluruhan asid yang tersimpan dalam larutan.
Mengapa pH 7 sering disebut neutral?
Air mengalami autoionisasi, 2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻. Pada kira-kira 25 °C, air tulen mempunyai pH berhampiran 7.00, sebab itu pH 7 lazim diajar sebagai titik neutral. Namun pemalar autoionisasi air berubah dengan suhu, maka pH neutral juga berubah. Rajah popular yang menetapkan 0 hingga 6 sebagai asid, 7 neutral dan 8 hingga 14 bes mengandaikan keadaan tertentu.
Adakah skala pH mesti antara 0 hingga 14?
Tidak. Julat 0 hingga 14 berguna untuk banyak larutan akueus biasa, tetapi ia bukan sempadan matematik mutlak. USGS melaporkan air lombong yang sangat berasid dengan nilai pH sehingga sekitar −3.5. Jadi pH negatif bukan kesilapan kalkulator. Pada kepekatan tinggi, hubungan mudah pH = −log[H⁺] semakin tidak memadai kerana aktiviti tidak lagi boleh dianggap sama dengan kepekatan.
Bagaimana kita mengetahui hal ini?
Uji KefahamanSoalan 1 daripada 3
Dua larutan mempunyai pH 4 dan pH 6. Dalam penghampiran mudah, berapakah faktor perbezaan aktiviti ion hidrogen?