pH

Šis raksts ir par ķīmiju. Par citām jēdziena PH nozīmēm skatīt nozīmju atdalīšanas lapu.

pH ir skaitlis, kas raksturo ūdeņraža jonu koncentrāciju šķīdumā. pH ir ūdeņraža jonu aktivitātes negatīvais decimāllogaritms, kas raksturo skābumu un bāziskumu.

Ar pH indikatoru iekrāsoti šķīdumi ar dažādu ūdeņraža jonu koncentrāciju (no pH = 1 līdz pH = 10)

pH=−log₁₀a_H⁺

Mazām koncentrācijām aktivitāte maz atšķiras no koncentrācijas, tāpēc aktivitātes vietā tur mēdz lietot koncentrāciju. Iespējamās pH vērtības nosaka iespējamās ūdeņraža jonu koncentrācijas. Ūdens šķīdumos pH var mainīties no 0 līdz +14. Ļoti stipru skābju un sārmu šķīdumiem (ar aktivitāti lielāku par 1), pH var būt arī negatīvs vai lielāks par 14. Neūdens vidē iespējamas arī lielākas pH vērtības, jo citiem polārajiem šķīdinātājiem var būt mazākas disociācijas konstantes.

Pilnīgi tīram ūdenim pH ir 7 un tas ir neitrāls. pH zem 7 nozīmē, ka vide ir skāba, virs 7 — sārmaina.

pH noteikšana

Atšķaidītiem stipru skābju un bāzu šķīdumiem pH var aptuveni aprēķināt, ja zināma koncentrācija.

pH=−lg([H⁺]),

kur [H⁺] ir ūdeņraža jonu koncentrācija. Stiprām skābēm (vienvērtīgajām) tā ir proporcionāla vielas koncentrācijai (jo stiprās skābes gandrīz pilnībā disociē jonos). Stiprām bāzēm, kas disociē, veidojot hidroksiljonus, attiecīgo H⁺ jonu koncentrāciju var noteikt:

[H]=10^(1/(7+lg([OH⁻]))), jeb vienkāršāk

pH=14−lg([OH⁻])

pH mērīšana

Šķīdumiem ar nezināmu sastāvu pH var aptuveni noteikt ar pH indikatoriem (organiskas krāsvielas, kas maina krāsu atkarībā no vides pH), vai arī precīzi izmērīt ar ūdeņraža jonu selektīvu elektrodu (elektrods, kura potenciāls ir atkarīgs no ūdeņraža jonu koncentrācijas). Visbiežāk lieto tā saucamo stikla elektrodu. Potenciālu mēra pret standartelektrodu (elektrods ar nemainīgu potenciālu). Kā standartelektrodu parasti izmanto sudraba—sudraba hlorīda elektrodu, retāk — kalomela elektrodu. pH iespējams izmērīt arī, lietojot jonjutīgā lauktranzistora sensoru — ar to pH iespējams noteikt arī želejveida vidē.

Iekārtu, kas paredzēta pH mērīšanai, sauc par pH-metru. pH-metrs ir voltmetrs ar sevišķi lielu ieejas pretestību, kas savienots ar elektrodu sistēmu. Mūsdienās sistēmu no atsevišķiem elektrodiem izmanto reti, vairāk lieto tā saucamos kombinētos elektrodus — elektrodus, kur vienā korpusā iebūvēts gan stikla elektrods, gan standartelektrods, gan arī temperatūras sensors (pH ir lielums, kas stipri atkarīgs no temperatūras, tādēļ precīzai mērīšanai nepieciešama termokompensācija). Lai panāktu iespējami lielu precizitāti, pH-metrs jākalibrē ar speciāliem buferšķīdumiem — šķīdumiem ar zināmu, stabilu pH.

Skatīt arī

• pH indikatori — organiskas krāsvielas pH noteikšanai