Comment trouver le pH si vous connaissez la concentration en ions hydrogène
En chimie et en biologie, le pH est un indicateur important de l'acidité ou de l'alcalinité d'une solution. Comprendre comment calculer le pH à partir de la concentration en ions hydrogène est important à la fois pour la recherche scientifique et pour les applications pratiques. Cet article présentera en détail la relation entre la concentration en ions hydrogène et la valeur du pH, et fournira des méthodes de calcul spécifiques.
1. Définition de la valeur du pH
La valeur du pH est le logarithme négatif de la concentration en ions hydrogène (H⁺) dans la solution, et son expression mathématique est :
pH = -log[H⁺]
Parmi eux, [H⁺] représente la concentration molaire en ions hydrogène (unité : mol/L). La plage de valeur du pH est généralement comprise entre 0 et 14, le pH = 7 est neutre, le pH<7为酸性，pH>7 est alcalin.
2. Conversion de la concentration en ions hydrogène et de la valeur du pH
Voici la relation correspondante entre la concentration en ions hydrogène et la valeur du pH :
| Concentration en ions hydrogène [H⁺] (mol/L) | valeur pH | Acidité et alcalinité |
|---|---|---|
| 1,0 × 10⁻¹ | 1 | Fortement acide |
| 1,0 × 10⁻³ | 3 | Acide |
| 1,0 × 10⁻⁷ | 7 | Neutre |
| 1,0 × 10⁻⁹ | 9 | alcalin |
| 1,0 × 10⁻¹⁴ | 14 | Fortement alcalin |
3. Étapes pour calculer la valeur du pH
1.Déterminer la concentration en ions hydrogène: Obtenez la concentration molaire d'ions hydrogène ([H⁺]) dans la solution grâce à des expériences ou des conditions connues.
2.Prenez le logarithme: Calculez le logarithme de la concentration en ions hydrogène (log[H⁺]).
3.Prendre une valeur négative: Prenez la valeur négative pour obtenir la valeur du pH.
Exemple: Si [H⁺] = 2,5 × 10⁻⁵ mol/L dans une certaine solution, alors :
pH = -log(2,5 × 10⁻⁵) ≈ -(-4,60) = 4,60
4. Application pratique de la valeur du pH
La valeur du pH est largement utilisée dans la vie quotidienne et dans la production industrielle, comme :
-eau potable: La plage de pH idéale est de 6,5 à 8,5, garantissant une consommation sûre.
-Agriculture: Le pH du sol affecte la croissance des cultures et différentes cultures ont des exigences différentes en matière de valeur de pH.
-Médecine: Le pH du sang humain est maintenu entre 7,35 et 7,45. Un écart par rapport à cette plage peut provoquer des maladies.
5. Choses à noter
1. L'unité de concentration en ions hydrogène doit être mol/L, sinon la conversion de l'unité doit être effectuée en premier.
2. Pour les solutions extrêmement diluées ou concentrées, la valeur du pH peut dépasser la plage de 0 à 14.
3. Dans la mesure réelle, la température affectera la valeur du pH et doit être calibrée dans des conditions standard.
Résumé
Le calcul du pH à partir de la concentration en ions hydrogène est une opération de base en chimie, et maîtriser cette méthode peut vous aider à mieux comprendre l'acidité et l'alcalinité d'une solution. Cet article fournit des étapes détaillées et des exemples, dans l’espoir de vous aider dans votre apprentissage et vos recherches.
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