rumah » Polikarbonat » Indeks hidrogen lingkungan larutan adalah pH. Keasaman lingkungan. Konsep pH larutan Persamaan yang berkaitan dengan pH dan pOH

Indeks hidrogen lingkungan larutan adalah pH. Keasaman lingkungan. Konsep pH larutan Persamaan yang berkaitan dengan pH dan pOH

nilai pH, pH(lat. Pondus hidrogenii- “berat hidrogen”, diucapkan "peh") adalah ukuran aktivitas (dalam larutan sangat encer yang setara dengan konsentrasi) ion hidrogen dalam suatu larutan, yang secara kuantitatif menyatakan keasamannya. Besarnya sama dan berlawanan tanda dengan logaritma desimal aktivitas ion hidrogen, yang dinyatakan dalam mol per liter:

Sejarah nilai pH.

Konsep nilai pH diperkenalkan oleh ahli kimia Denmark Sørensen pada tahun 1909. Indikatornya disebut pH (menurut huruf pertama kata latin potensi hidrogeni- kekuatan hidrogen, atau kolam hidrogeni- berat hidrogen). Dalam kimia, kombinasi hal biasanya menunjukkan kuantitas yang sama dengan catatan X, dan surat itu H dalam hal ini, tunjukkan konsentrasi ion hidrogen ( H+), atau, lebih tepatnya, aktivitas termodinamika ion hidronium.

Persamaan yang berkaitan dengan pH dan pOH.

Tampilkan nilai pH.

Dalam air murni pada suhu 25 °C konsentrasi ion hidrogen ([ H+]) dan ion hidroksida ([ OH− ]) ternyata identik dan sama dengan 10 −7 mol/l, hal ini jelas mengikuti definisi produk ionik air, sama dengan [ H+] · [ OH− ] dan sama dengan 10 −14 mol²/l² (pada 25 °C).

Jika konsentrasi dua jenis ion dalam suatu larutan sama, maka larutan tersebut dikatakan bereaksi netral. Ketika asam ditambahkan ke air, konsentrasi ion hidrogen meningkat, dan konsentrasi ion hidroksida berkurang; ketika basa ditambahkan, sebaliknya, kandungan ion hidroksida meningkat, dan konsentrasi ion hidrogen menurun. Kapan [ H+] > [OH− ] dikatakan larutannya bersifat asam, dan bila [ OH − ] > [H+] - basa.

Agar lebih mudah dibayangkan, untuk menghilangkan eksponen negatif, alih-alih konsentrasi ion hidrogen, gunakan logaritma desimalnya, yang diambil dengan tanda sebaliknya, yaitu eksponen hidrogen - pH.

Indikator kebasaan suatu larutan pOH.

Kebalikannya sedikit kurang populer pH ukuran - indeks kebasaan solusi, pOH, yang sama dengan logaritma desimal (negatif) dari konsentrasi ion dalam larutan OH − :

seperti dalam larutan air apa pun pada suhu 25 °C, yang berarti pada suhu ini:

nilai pH dalam larutan dengan tingkat keasaman yang bervariasi.

Bertentangan dengan kepercayaan populer, pH dapat bervariasi melampaui rentang 0 - 14, dan dapat juga melampaui batas tersebut. Misalnya, pada konsentrasi ion hidrogen [ H+] = 10 −15 mol/l, pH= 15, pada konsentrasi ion hidroksida 10 mol/l pOH = −1 .

Karena pada 25 °C (kondisi standar) [ H+] [OH − ] = 10 −14 , maka jelas pada suhu seperti itu pH + pHOH = 14.

Karena dalam larutan asam [ H+] > 10 −7 , artinya untuk larutan asam pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH larutan netral sama dengan 7. Pada suhu yang lebih tinggi, konstanta disosiasi elektrolitik air meningkat, yang berarti bahwa produk ionik air meningkat, maka air menjadi netral pH= 7 (yang sesuai dengan peningkatan konsentrasi secara bersamaan sebagai H+, Jadi OH−); dengan penurunan suhu, sebaliknya, netral pH meningkat.

Metode untuk menentukan nilai pH.

Ada beberapa metode untuk menentukan nilainya pH solusi. Indeks hidrogen diperkirakan diperkirakan menggunakan indikator yang diukur secara akurat menggunakan pH-meter atau ditentukan secara analitik dengan melakukan titrasi asam basa.

Untuk perkiraan kasar konsentrasi ion hidrogen, sering digunakan indikator asam-basa- zat pewarna organik, yang warnanya tergantung pH lingkungan. Indikator yang paling populer: lakmus, fenolftalein, jingga metil (metil jingga), dll. Indikator dapat memiliki dua bentuk warna berbeda - asam atau basa. Warna semua indikator berubah dalam kisaran keasamannya sendiri, seringkali 1-2 unit.
Untuk meningkatkan interval pengukuran kerja pH menerapkan indikator universal, yang merupakan campuran dari beberapa indikator. Indikator universal berubah warna secara berurutan dari merah menjadi kuning, hijau, biru hingga ungu ketika berpindah dari daerah asam ke basa. Definisi pH menggunakan metode indikator sulit dilakukan pada larutan yang keruh atau berwarna.
Menggunakan perangkat khusus - pH-meter - memungkinkan untuk mengukur pH pada rentang yang lebih luas dan lebih akurat (hingga 0,01 unit pH) daripada menggunakan indikator. Metode penentuan ionometri pH didasarkan pada pengukuran ggl rangkaian galvanik dengan milivoltmeter-ionometer, yang mencakup elektroda kaca, yang potensialnya bergantung pada konsentrasi ion H+ dalam larutan di sekitarnya. Metode ini sangat akurat dan nyaman, terutama setelah mengkalibrasi elektroda indikator dalam rentang yang dipilih pH, yang memungkinkan untuk mengukur pH larutan buram dan berwarna dan oleh karena itu sering digunakan.
Metode volumetrik analitik — titrasi asam-basa— juga memberikan hasil yang akurat untuk menentukan keasaman larutan. Suatu larutan yang konsentrasinya diketahui (titran) ditambahkan tetes demi tetes ke dalam larutan yang diuji. Ketika mereka dicampur, terjadi reaksi kimia. Titik ekivalen - momen ketika terdapat cukup titran untuk menyelesaikan reaksi - dicatat dengan menggunakan indikator. Setelah itu, jika konsentrasi dan volume larutan titran yang ditambahkan diketahui, maka keasaman larutan ditentukan.
pH:

0,001 mol/L HCl pada 20 °C memiliki pH=3, pada suhu 30 °C pH=3,

0,001 mol/L NaOH pada 20 °C memiliki pH=11,73, pada suhu 30 °C pH=10,83,

Pengaruh suhu pada nilai pH dijelaskan oleh perbedaan disosiasi ion hidrogen (H+) dan bukan merupakan kesalahan eksperimen. Pengaruh suhu tidak dapat dikompensasi secara elektronik pH-meter.

Peran pH dalam kimia dan biologi.

Keasaman lingkungan penting untuk sebagian besar proses kimia, dan kemungkinan terjadinya atau akibat dari reaksi tertentu sering kali bergantung pada pH lingkungan. Untuk mempertahankan nilai tertentu pH dalam sistem reaksi, saat melakukan penelitian laboratorium atau produksi, larutan buffer digunakan yang memungkinkan mempertahankan nilai yang hampir konstan pH bila diencerkan atau bila sejumlah kecil asam atau basa ditambahkan ke dalam larutan.

nilai pH pH sering digunakan untuk mengkarakterisasi sifat asam basa berbagai media biologis.

Untuk reaksi biokimia, keasaman media reaksi yang terjadi dalam sistem kehidupan sangatlah penting. Konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan seringkali mempengaruhi sifat fisikokimia dan aktivitas biologis protein dan asam nukleat, oleh karena itu, untuk fungsi normal tubuh, menjaga homeostasis asam-basa adalah tugas yang sangat penting. Pemeliharaan dinamis yang optimal pH cairan biologis dicapai di bawah pengaruh sistem penyangga tubuh.

Dalam tubuh manusia, nilai pH berbeda-beda di berbagai organ.

Beberapa arti pH.
Zat
Elektrolit dalam baterai timbal
Jus lambung
Jus lemon (larutan asam sitrat 5%)
Cuka makanan
Coca-Cola
jus apel




Kulit sehat
Hujan asam
Air minum


Air murni pada suhu 25 °C

Air laut
Sabun (lemak) untuk tangan
Amonia
Pemutih (pemutih)
Larutan alkali pekat

nilai pH (faktor pH) adalah ukuran aktivitas ion hidrogen dalam suatu larutan, yang secara kuantitatif menyatakan keasamannya. Ketika pH tidak berada pada tingkat optimal, tanaman mulai kehilangan kemampuan untuk menyerap beberapa unsur yang dibutuhkan untuk pertumbuhan yang sehat. Semua tanaman memiliki tingkat pH tertentu yang memungkinkannya mencapai hasil maksimal saat tumbuh. Kebanyakan tanaman lebih menyukai lingkungan tumbuh yang sedikit asam (antara 5,5-6,5).

Indeks hidrogen dalam formula

Dalam larutan yang sangat encer, nilai pH setara dengan konsentrasi ion hidrogen. Sama besarnya dan berlawanan tanda dengan logaritma desimal aktivitas ion hidrogen, dinyatakan dalam mol per liter:

pH = -lg

Dalam kondisi standar, nilai pH berkisar antara 0 hingga 14. Dalam air murni, pada pH netral, konsentrasi H+ sama dengan konsentrasi OH - dan berjumlah 1·10 -7 mol per liter. Nilai pH maksimum yang mungkin didefinisikan sebagai jumlah pH dan pOH dan sama dengan 14.

Berlawanan dengan kepercayaan umum, pH dapat bervariasi tidak hanya dalam kisaran 0 hingga 14, tetapi juga dapat melampaui batas tersebut. Misalnya, pada konsentrasi ion hidrogen = 10 −15 mol/l, pH = 15, pada konsentrasi ion hidroksida 10 mol/l pOH = −1.

Penting untuk dipahami! Skala pH bersifat logaritmik, artinya setiap satuan perubahan sama dengan sepuluh kali lipat perubahan konsentrasi ion hidrogen. Dengan kata lain, larutan dengan pH 6 sepuluh kali lebih asam dibandingkan larutan dengan pH 7, dan larutan dengan pH 5 akan sepuluh kali lebih asam dibandingkan larutan dengan pH 6 dan seratus kali lebih asam dibandingkan larutan dengan pH. 7. Artinya ketika Anda mengatur pH larutan nutrisi dan Anda perlu mengubah pH sebanyak dua titik (misalnya dari 7,5 menjadi 5,5), Anda harus menggunakan pengatur pH sepuluh kali lebih banyak dibandingkan jika Anda hanya mengubah pH sebesar satu poin (dari 7.5 hingga 6.5 ).

Metode untuk menentukan nilai pH

Beberapa metode banyak digunakan untuk menentukan nilai pH larutan. Nilai pH dapat diperkirakan secara kasar dengan menggunakan indikator, diukur secara akurat dengan pH meter, atau ditentukan secara analitis dengan melakukan titrasi asam basa.

Indikator asam basa

Untuk memperkirakan secara kasar konsentrasi ion hidrogen, indikator asam-basa banyak digunakan - zat pewarna organik, yang warnanya bergantung pada pH medium. Indikator yang paling terkenal antara lain lakmus, fenolftalein, jingga metil (methyl orange) dan lain-lain. Indikator dapat hadir dalam dua bentuk warna berbeda – asam atau basa. Perubahan warna setiap indikator terjadi pada kisaran keasamannya masing-masing, biasanya 1-2 satuan.

Indikator universal

Untuk memperluas jangkauan kerja pengukuran pH, digunakan apa yang disebut indikator universal, yaitu campuran dari beberapa indikator. Indikator universal secara berurutan berubah warna dari merah menjadi kuning, hijau, biru menjadi ungu ketika berpindah dari daerah asam ke daerah basa.

Larutan campuran semacam itu - "indikator universal" - biasanya diresapi dengan potongan "kertas indikator", yang dengannya Anda dapat dengan cepat (dengan akurasi satuan pH, atau bahkan sepersepuluh pH) menentukan keasaman larutan berair. sedang dipelajari. Untuk penentuan yang lebih akurat, warna kertas indikator yang diperoleh dengan mengoleskan setetes larutan segera dibandingkan dengan skala warna acuan yang penampakannya ditunjukkan pada gambar.

Menentukan pH dengan metode indikator sulit dilakukan pada larutan yang keruh atau berwarna.

Mengingat nilai pH optimal larutan nutrisi dalam hidroponik memiliki kisaran yang sangat sempit (biasanya 5,5 hingga 6,5), saya juga menggunakan kombinasi indikator lainnya. Misalnya, kami memiliki rentang dan skala kerja dari 4,0 hingga 8,0, yang menjadikan pengujian semacam itu lebih akurat dibandingkan dengan kertas indikator universal.

pengukur pH

Penggunaan perangkat khusus - pengukur pH - memungkinkan Anda mengukur pH dalam rentang yang lebih luas dan lebih akurat (hingga 0,01 unit pH) dibandingkan menggunakan indikator universal. Metode ini mudah digunakan dan sangat akurat, terutama setelah mengkalibrasi elektroda indikator pada kisaran pH yang dipilih. Ini memungkinkan Anda mengukur pH larutan buram dan berwarna dan oleh karena itu digunakan secara luas.

Metode volumetrik analitik

Metode volumetrik analitik - titrasi asam basa - juga memberikan hasil yang akurat untuk menentukan keasaman larutan. Suatu larutan yang konsentrasinya diketahui (titran) ditambahkan tetes demi tetes ke dalam larutan uji. Ketika mereka dicampur, terjadi reaksi kimia. Titik ekivalen - momen ketika terdapat cukup titran untuk menyelesaikan reaksi - dicatat dengan menggunakan indikator. Selanjutnya, dengan mengetahui konsentrasi dan volume larutan titran yang ditambahkan, dihitung keasaman larutan.

Pengaruh suhu terhadap nilai pH

Nilai pH dapat berubah dalam rentang yang luas seiring dengan perubahan suhu. Jadi, larutan NaOH 0,001 molar pada 20°C memiliki pH=11,73, dan pada 30°C pH=10,83. Pengaruh suhu terhadap nilai pH dijelaskan oleh perbedaan disosiasi ion hidrogen (H+) dan bukan merupakan kesalahan eksperimen. Pengaruh suhu tidak dapat dikompensasi oleh perangkat elektronik pH meter.

Menyesuaikan pH Larutan Nutrisi

Pengasaman larutan nutrisi

Larutan nutrisi biasanya harus diasamkan. Penyerapan ion oleh tanaman menyebabkan alkalisasi larutan secara bertahap. Larutan apa pun yang memiliki pH 7 atau lebih sering kali perlu disesuaikan ke pH optimalnya. Berbagai asam dapat digunakan untuk mengasamkan larutan nutrisi. Yang paling umum digunakan adalah asam sulfat atau fosfat. Solusi terbaik untuk larutan hidroponik adalah aditif penyangga seperti dan. Produk-produk ini tidak hanya membawa nilai pH ke tingkat optimal, tetapi juga menstabilkan nilai untuk jangka waktu yang lama.

Saat mengatur pH dengan asam dan basa, sarung tangan karet harus dipakai untuk menghindari luka bakar pada kulit. Seorang ahli kimia berpengalaman dengan terampil menangani asam sulfat pekat, ia menambahkan asam itu setetes demi setetes ke dalam air. Namun bagi ahli hidroponik pemula, mungkin lebih baik menghubungi ahli kimia berpengalaman dan memintanya menyiapkan larutan asam sulfat 25%. Sambil menambahkan asam, larutan diaduk dan pH-nya ditentukan. Setelah Anda mengetahui perkiraan jumlah asam sulfat, Anda dapat menambahkannya dari gelas ukur.

Asam sulfat harus ditambahkan dalam porsi kecil agar larutan tidak terlalu asam, yang kemudian harus dibuat basa lagi. Bagi pekerja yang tidak berpengalaman, pengasaman dan alkalisasi dapat berlanjut tanpa batas waktu. Selain membuang-buang waktu dan reagen, peraturan tersebut juga menyebabkan ketidakseimbangan larutan nutrisi karena penumpukan ion-ion yang tidak diperlukan tanaman.

Mengalkalisasi Larutan Nutrisi

Larutan yang terlalu asam dibuat basa dengan natrium hidroksida (natrium hidroksida). Sesuai dengan namanya, bahan ini bersifat kaustik, sehingga harus menggunakan sarung tangan karet. Disarankan untuk membeli natrium hidroksida dalam bentuk pil. Di toko bahan kimia rumah tangga, natrium hidroksida dapat dibeli sebagai pembersih saluran air, seperti "Mole". Larutkan satu pil dalam 0,5 liter air dan secara bertahap tambahkan larutan basa ke dalam larutan nutrisi sambil diaduk terus-menerus, sering-seringlah memeriksa pH-nya. Tidak ada perhitungan matematis yang dapat menentukan berapa banyak asam atau basa yang harus ditambahkan dalam kasus tertentu.

Jika Anda ingin menanam beberapa tanaman dalam satu wadah, Anda harus memilihnya agar tidak hanya pH optimalnya yang sama, tetapi juga kebutuhannya akan faktor pertumbuhan lainnya. Misalnya bunga bakung kuning dan bunga krisan memerlukan pH 6,8 namun tingkat kelembapannya berbeda, sehingga tidak bisa ditanam di wadah yang sama. Jika Anda memberikan kelembapan yang sama pada bunga bakung seperti bunga krisan, umbi daffodil akan membusuk. Dalam percobaan, rhubarb mencapai perkembangan maksimal pada pH 6,5, namun dapat tumbuh bahkan pada pH 3,5. Oat, yang menyukai pH sekitar 6, menghasilkan hasil yang baik pada pH 4 jika dosis nitrogen dalam larutan nutrisi ditingkatkan. Kentang tumbuh pada kisaran pH yang cukup luas, namun tumbuh paling baik pada pH 5,5. Di bawah pH tersebut, hasil umbi juga diperoleh tinggi, namun rasanya asam. Untuk memperoleh hasil berkualitas tinggi yang maksimal, pH larutan nutrisi harus diatur secara akurat.

Air adalah elektrolit lemah; itu berdisosiasi lemah menurut persamaan

Pada 25 °C, 10-7 mol H2O terurai menjadi ion dalam 1 liter air. Konsentrasi ion H+ dan OH- (dalam mol/l) akan sama dengan

Air murni mempunyai reaksi netral. Ketika asam ditambahkan ke dalamnya, konsentrasi ion H+ meningkat, yaitu. > 10-7 mol/l; konsentrasi ion OH- berkurang, mis. kurang dari 10-7 mol/l. Ketika menambahkan alkali, konsentrasi ion OH- meningkat: > 10-7 mol/l, oleh karena itu kurang dari 10-7 mol/l.

Dalam praktiknya, untuk menyatakan keasaman atau kebasaan suatu larutan, alih-alih konsentrasi, digunakan logaritma desimal negatif, yang disebut nilai pH:

Dalam air netral, pH = 7. Nilai pH dan konsentrasi ion H+ dan OH- yang sesuai diberikan dalam tabel. 4.

Solusi penyangga

Banyak reaksi analitik dilakukan pada nilai pH yang ditentukan secara ketat, yang harus dipertahankan selama reaksi berlangsung. Selama beberapa reaksi, pH dapat berubah akibat pengikatan atau pelepasan ion H+. Untuk menjaga nilai pH konstan, larutan buffer digunakan.

Larutan penyangga paling sering merupakan campuran asam lemah dengan garam dari asam tersebut atau campuran basa lemah dengan garam dari basa yang sama. Jika, misalnya, sejumlah asam kuat seperti HCl ditambahkan ke dalam larutan buffer asetat yang terdiri dari asam asetat CH3COOH dan natrium asetat CH3COONa, maka asam tersebut akan bereaksi dengan ion asetat membentuk CH3COOH yang sedikit terdisosiasi:

Dengan demikian, ion H+ yang ditambahkan ke dalam larutan tidak akan tetap bebas, melainkan akan terikat oleh ion CH3COO-, sehingga pH larutan tidak akan berubah. Ketika larutan alkali ditambahkan ke larutan buffer asetat, ion OH- akan diikat oleh molekul asam asetat CH3COOH yang tidak terdisosiasi:

Akibatnya, pH larutan dalam hal ini juga hampir tidak berubah.

Solusi buffer mempertahankan efek bufferingnya hingga batas tertentu, mis. mereka memiliki kapasitas buffer tertentu. Jika terdapat lebih banyak ion H+ atau OH- dalam larutan melebihi kapasitas buffer larutan, maka pH akan berubah secara signifikan, seperti pada larutan tanpa buffer.

Biasanya, prosedur pengujian menetapkan larutan buffer mana yang harus digunakan untuk pengujian tertentu dan bagaimana larutan tersebut harus disiapkan. Campuran buffer dengan nilai pH yang tepat diproduksi dalam ampul untuk menyiapkan larutan 500 ml.

pH = 1,00. Bahan: 0,084 g glikol (asam aminoasetat NH2CH2COOH), 0,066 g natrium klorida NaCl dan 2,228 g asam klorida HCl.

pH = 2,00. Komposisi: 3,215 g asam sitrat C6H8O7-H2O, 1,224 g natrium hidroksida NaOH dan 1,265 g asam klorida HCl.

pH = 3,00. Komposisi: 4,235 g asam sitrat C6H8O7-H2O, 1,612 g natrium hidroksida NaOH dan 1,088 g asam klorida HCl.

pH = 4,00. Komposisi: 5,884 g asam sitrat C6H8O7-H2O, 2,240 g natrium hidroksida NaOH dan 0,802 g asam klorida HCl.

pH = 5,00. Komposisi: 10,128 g asam sitrat C6H8O7-H2O dan 3,920 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 6,00. Komposisi: 6,263 g asam sitrat C6H8O7-H2O dan 3,160 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 7,00. Komposisi: 1,761 g kalium dihidrogen fosfat KH2PO4 dan 3,6325 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O.

pH = 8,00. Komposisi: 3,464 g asam borat H3BO3, 1,117 g natrium hidroksida NaOH dan 0,805 g asam klorida HCl.

pH = 9,00. Komposisi: 1,546 g asam borat H3BO3, 1,864 g kalium klorida, KCl dan 0,426 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 10,00. Komposisi: 1,546 g asam borat H3BO3, 1,864 g kalium klorida KCl dan 0,878 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 11.00. Komposisi: 2,225 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dan 0,068 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 12.00. Komposisi: 2,225 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dan 0,446 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 13,00. Komposisi: 1,864 g kalium klorida KCl dan 0,942 g natrium hidroksida NaOH.

Penyimpangan nilai pH nominal mencapai ±0,02 untuk larutan pada pH 1 hingga 10 dan ±0,05 pada pH 11 hingga 13. Akurasi ini cukup memadai untuk kerja praktek.

Untuk mengatur pH meter, digunakan larutan buffer standar dengan nilai pH yang tepat.

1. Larutan buffer asetat dengan pH=4,62: 6,005 g asam asetat CH3COOH dan 8,204 g natrium asetat CH3COONa dalam 1 liter larutan.

2. Larutan buffer fosfat dengan pH=6,88: 4,450 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dan 3,400 g kalium dihidrogen fosfat KH2PO4 dalam 1 liter larutan.

3. Larutan buffer borat dengan pH=9,22: 3,81 g natrium tetraborat Na2B4O7-10H2O dalam 1 liter larutan.

4. Larutan buffer fosfat dengan pH=11,00: 4,450 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dan 0,136 g natrium hidroksida NaOH dalam 1 liter larutan.

Untuk menyiapkan larutan buffer untuk analisis agrokimia dan biokimia dengan nilai pH 1,1 hingga 12,9 dengan interval 0,1 digunakan 7 larutan stok basa.

Solusi 1. Larutkan 11,866 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dalam air dan encerkan dalam labu takar dengan air hingga 1 liter (konsentrasi larutan 1/15 M).

Solusi 2. Larutkan 9,073 kalium dihidrogen fosfat KH2PO4 dalam 1 liter air dalam labu takar (konsentrasi 1/15 M).

Solusi 3. Larutkan 7,507 g glikol (asam aminoasetat) NH2CH2COOH dan 5,84 g natrium klorida NaCl dalam 1 liter air dalam labu takar. Dari larutan ini dengan mencampurkannya dengan 0,1 N. larutan buffer dengan pH 1,1 hingga 3,5 dibuat menggunakan larutan HCl; dicampur dengan 0,1 N. Larutan NaOH digunakan untuk membuat larutan dengan pH 8,6 hingga 12,9.

Solusi 4. Larutkan 21,014 g asam sitrat C6H8O7-H2O dalam air, tambahkan 200 ml 1 N ke dalam larutan. Larutan NaOH dan encerkan hingga 1 liter dengan air dalam labu takar. Dengan mencampurkan larutan ini dengan 0,1 N. larutan buffer dengan pH 1,1 hingga 4,9 dibuat menggunakan larutan HCl; dicampur dengan 0,1 N. Larutan buffer dengan pH 5,0 hingga 6,6 dibuat menggunakan larutan NaOH.

Solusi 5. Larutkan 12,367 g asam borat H3BO3 dalam air, tambahkan 100 ml 1 N. Larutan NaOH dan encerkan dengan air hingga 1 liter dalam labu takar. Dengan mencampurkan larutan ini dengan 0,1 N. larutan buffer dengan pH 7,8 hingga 8,9 dibuat menggunakan larutan HCl; dicampur dengan 0,1 N. Larutan buffer dengan pH 9,3 hingga 11,0 dibuat menggunakan larutan NaOH.

Solusi 6. Siapkan tepat 0,1 N. larutan HCl;

Solusi 7. Siapkan tepat 0,1 N. larutan NaOH; Untuk menyiapkan larutan, air suling direbus selama 2 jam untuk menghilangkan CO2. Selama penyimpanan, larutan dilindungi dari masuknya CO2 dari udara dengan tabung kalsium klorida.

Dalam beberapa larutan, jamur berkembang selama penyimpanan; untuk mencegah hal ini, tambahkan beberapa tetes timol ke dalam larutan sebagai pengawet. Untuk menyiapkan larutan buffer dengan pH yang diperlukan, larutan yang ditunjukkan dicampur dalam perbandingan tertentu (Tabel 5). Volume diukur menggunakan buret berkapasitas 100,0 ml. Semua nilai pH larutan buffer dalam tabel diberikan pada suhu 20 °C.

Reagen tingkat kimia digunakan untuk menyiapkan larutan awal. Natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dipra-kristalisasi dua kali. Selama rekristalisasi kedua, suhu larutan tidak boleh melebihi 90 °C. Sediaan yang dihasilkan sedikit dibasahi dan dikeringkan dalam termostat pada suhu 36 °C selama dua hari. Kalium dihidrogen fosfat KH2PO4 juga direkristalisasi dua kali dan dikeringkan pada suhu 110-120 °C. Natrium klorida NaCl direkristalisasi dua kali dan dikeringkan pada suhu 120 °C. Asam sitrat C6H8O7-H2O direkristalisasi dua kali. Selama rekristalisasi kedua, suhu larutan tidak boleh melebihi 60 °C. Asam borat H3BO3 direkristalisasi dua kali dari air mendidih dan dikeringkan pada suhu tidak melebihi 80 °C.

Nilai pH dipengaruhi oleh suhu larutan buffer. Di meja Gambar 6 menunjukkan penyimpangan pH tergantung pada suhu larutan buffer standar.

Untuk menciptakan pH tertentu dalam larutan yang dianalisis selama titrasi kompleksometri, digunakan larutan buffer dengan komposisi berikut.

pH = 1. Asam klorida, 0,1 N. larutan.

pH = 2. Campuran glikol NH2-CH2-COOH dan garam asam kloridanya NH2-CH2-COOH-HCl. Glikol padat (0,2-0,3 g) ditambahkan ke 100 ml larutan garam asam klorida.

pH = 4-6,5. Campuran asetat 1 N. larutan natrium asetat dan 1 N. larutan asam asetat. Solusinya dicampur sebelum digunakan dalam volume yang sama.

pH = 5. Campuran larutan 27,22 g kristal natrium asetat dan 60 ml 1 N. Larutan HCl diencerkan hingga 1 liter dengan air.

pH = 5,5. Campuran asetat. Larutkan 540 g natrium asetat dalam air dan encerkan hingga 1 liter. Ke dalam larutan yang dihasilkan tambahkan 500 ml 1 N. larutan asam asetat.

pH = 6,5-8. Trietanolamin dan garam asam kloridanya. Campurkan larutan 1 M trietanolamina N(C2H4OH)3 dan larutan HCl 1 M dalam volume yang sama sebelum digunakan.

pH = 8,5-9,0. Campuran amonia-asetat. Tambahkan 300 ml asam asetat glasial ke dalam 500 ml amonia pekat dan encerkan dengan air hingga 1 liter.

pH = 9. Campuran borat. Campurkan 100 ml larutan asam borat 0,3 M dengan 45 ml larutan asam borat 0,5 N. larutan soda kaustik.

pH = 8-11. Amonia adalah amonium klorida. Campurkan 1 N. larutan NH4OH dan 1 N. Larutan NH4Cl dalam volume yang sama sebelum digunakan.

pH = 10. Ke dalam 570 ml larutan amonia pekat, tambahkan 70 g amonium klorida dan encerkan dengan air hingga 1 liter.

pH = 11-13. Soda kaustik, 0,1 N. larutan.

Saat menentukan kesadahan air secara kompleks secara kompleks, tablet penyangga berwarna abu-abu coklat digunakan, dibuat bersama dengan indikator (eriochrome black T). Ke dalam sampel air (100 ml), cukup menambahkan beberapa tetes larutan natrium sulfida (untuk menutupi logam berat), dua tablet buffer dan 1 ml amonia pekat. Setelah tablet larut, larutan berubah menjadi merah; dititrasi dengan larutan EDTA 0,02 M sampai warna hijau stabil. 1 ml larutan EDTA 0,02 M setara dengan 0,02 eq/l kesadahan air. Diproduksi di GDR.

pengukuran pH

Untuk menentukan pH larutan, reagen khusus - indikator, serta perangkat - pengukur pH (penentuan pH secara elektrometri) digunakan.

Penentuan indikator pH. Paling sering dalam praktik analitik, pH larutan ditentukan kira-kira menggunakan kertas indikator reaktif (dalam kisaran 0,5-2,0 unit pH). Dengan menggunakan kertas indikator universal, Anda dapat menentukan pH dengan lebih akurat (dalam kisaran 0,2-0,3 unit pH). Di meja Gambar 7 dan 8 menunjukkan data pada kertas indikator reaktif dan universal.

Transisi warna kertas indikator universal diberikan dalam tabel. 8 dan 9. Warna antara yang dihasilkan dibandingkan dengan skala perbandingan terlampir dan nilai pH larutan uji ditentukan darinya. Kertas indikator dapat digunakan untuk menentukan pH larutan berair dengan konsentrasi garam rendah dan tanpa adanya zat pengoksidasi kuat. Setelah ditentukan pH menggunakan kertas indikator universal dengan rentang pH 1,0-11,0 atau 0-12, hasilnya diperjelas menggunakan kertas Rifan dengan rentang pH lebih sempit.

Pengukuran pH elektrometrik. Metode ini berguna untuk mengukur pH larutan berwarna, yang secara praktis tidak mungkin dilakukan. Untuk pengukuran digunakan instrumen - pH meter dengan elektroda kaca, yang biasanya menggantikan elektroda hidrogen. Sangat jarang, elektroda antimon atau quinhydrone digunakan untuk tujuan ini.

Elektroda kaca digunakan untuk menentukan pH larutan yang mengandung logam berat, zat pengoksidasi dan zat pereduksi, serta larutan koloid dan emulsi. Penentuan pH dengan elektroda kaca didasarkan pada perubahan ggl. suatu unsur yang bersifat reversibel terhadap ion hidrogen.

Potensi permukaan kaca bersentuhan dengan larutan asam bergantung pada pH larutan. Properti kaca ini digunakan dalam elektroda kaca - indikator pH. Elektroda kaca biasanya berbentuk tabung reaksi yang bagian bawahnya dibuat berupa pelat kaca berdinding tipis atau berbentuk bola dengan tebal dinding tidak lebih dari 0,01 mm. Larutan buffer yang pHnya diketahui dituangkan ke dalam elektroda kaca dan dimasukkan ke dalam larutan uji.

Elektroda kalomel digunakan sebagai elektroda referensi. Elektroda ini berupa bejana berisi merkuri di bagian bawah, dihubungkan ke sirkuit dengan kawat platina. Di atas merkuri terdapat pasta kalomel dengan kristal KCl, dan di atasnya terdapat larutan jenuh KCl dan kalomel (Hg2Cl2). Kontak elektroda dengan larutan uji terjadi melalui serat asbes tipis. Elektroda referensi kalomel dapat digunakan untuk pengukuran pH pada suhu tidak melebihi 60 °C; PH larutan yang mengandung fluorida tidak dapat diukur.

pH meter selalu diperiksa dan diatur menggunakan larutan buffer yang pH-nya mendekati pH larutan yang diuji. Misalnya untuk mengukur pH dalam rentang 2 hingga 6, siapkan larutan buffer Serensen dengan pH = 3 atau 4, atau gunakan larutan buffer standar dengan pH = 4,62.

Dalam praktik laboratorium, pH meter LPU-01 digunakan untuk mengukur pH, yang dirancang untuk menentukan pH larutan pada kisaran -2 hingga 14 dengan kisaran 4 satuan pH: -2-2; 2-4; 6-10; 10-14. Sensitivitas perangkat adalah 0,01 pH. Mereka juga menggunakan pH meter laboratorium khusus LPS-02; pH meter tipe PL-U1 dan pH meter portabel-milivoltmeter PPM-03M1.

Konverter industri dengan akurasi yang ditingkatkan adalah pengukur pH tipe pH-261, yang dimaksudkan untuk mengukur pH larutan dan pulp. Dalam kondisi lapangan, pH meter pH-47M digunakan untuk mengukur pH larutan berair; untuk mengukur pH ekstrak tanah garam - pH meter PLP-64; Untuk susu dan produk susu, digunakan pH meter pH-222-2. Pengerjaan pH meter dilakukan sesuai dengan instruksi yang disertakan dengan masing-masing perangkat.

Indeks hidrogen - pH - adalah ukuran aktivitas (dalam kasus larutan encer, mencerminkan konsentrasi) ion hidrogen dalam suatu larutan, yang secara kuantitatif menyatakan keasamannya, dihitung sebagai logaritma desimal negatif (diambil dengan tanda berlawanan) dari aktivitas ion hidrogen, dinyatakan dalam mol per liter.

pH = – catatan

Konsep ini diperkenalkan pada tahun 1909 oleh ahli kimia Denmark Sørensen. Indikatornya disebut pH, diambil dari huruf pertama kata Latin potensi hidrogeni - kekuatan hidrogen, atau pondus hydrogenii - berat hidrogen.

Nilai pH terbalik agak kurang umum - indikator kebasaan larutan, pOH, sama dengan logaritma desimal negatif dari konsentrasi ion OH dalam larutan:

рОН = – catatan

Dalam air murni pada suhu 25°C, konsentrasi ion hidrogen () dan ion hidroksida () adalah sama dan berjumlah 10 -7 mol/l, hal ini mengikuti konstanta autoprotolisis air K w, yang disebut juga dengan produk ionik air:

K w = =10 –14 [mol 2 /l 2 ] (pada 25°C)

pH + pH = 14

Jika konsentrasi kedua jenis ion dalam suatu larutan sama, maka larutan tersebut dikatakan netral. Ketika asam ditambahkan ke air, konsentrasi ion hidrogen meningkat, dan konsentrasi ion hidroksida menurun; ketika basa ditambahkan, sebaliknya, kandungan ion hidroksida meningkat, dan konsentrasi ion hidrogen menurun. Bila > larutan dikatakan asam, dan bila > larutan dikatakan basa.

penentuan pH

Beberapa metode banyak digunakan untuk menentukan nilai pH larutan.

1) Nilai pH dapat diperkirakan secara kasar dengan menggunakan indikator, diukur secara akurat dengan pH meter, atau ditentukan secara analitis dengan melakukan titrasi asam basa.

Untuk memperluas jangkauan kerja pengukuran pH, digunakan apa yang disebut indikator universal, yaitu campuran dari beberapa indikator. Indikator universal berubah warna secara berurutan dari merah menjadi kuning, hijau, biru hingga ungu ketika berpindah dari daerah asam ke basa. Menentukan pH dengan metode indikator sulit dilakukan pada larutan yang keruh atau berwarna.

2) Metode volumetrik analitik - titrasi asam basa - juga memberikan hasil yang akurat untuk menentukan keasaman total larutan. Suatu larutan yang konsentrasinya diketahui (titran) ditambahkan tetes demi tetes ke dalam larutan uji. Ketika mereka dicampur, terjadi reaksi kimia. Titik ekivalen - momen ketika terdapat cukup titran untuk menyelesaikan reaksi - dicatat dengan menggunakan indikator. Selanjutnya, dengan mengetahui konsentrasi dan volume larutan titran yang ditambahkan, maka dihitung keasaman total larutan.

Keasaman lingkungan penting untuk banyak proses kimia, dan kemungkinan atau hasil reaksi tertentu sering kali bergantung pada pH lingkungan. Untuk mempertahankan nilai pH tertentu dalam sistem reaksi selama penelitian laboratorium atau produksi, larutan buffer digunakan, yang memungkinkan mempertahankan nilai pH yang hampir konstan ketika diencerkan atau ketika sejumlah kecil asam atau basa ditambahkan ke dalam larutan.

Nilai pH banyak digunakan untuk mengkarakterisasi sifat asam basa berbagai media biologis (Tabel 2).

Keasaman media reaksi sangat penting untuk reaksi biokimia yang terjadi dalam sistem kehidupan. Konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan seringkali mempengaruhi sifat fisikokimia dan aktivitas biologis protein dan asam nukleat, oleh karena itu, untuk fungsi normal tubuh, menjaga homeostasis asam-basa adalah tugas yang sangat penting. Pemeliharaan dinamis dari pH optimal cairan biologis dicapai melalui aksi sistem buffer.

3) Penggunaan perangkat khusus - pengukur pH - memungkinkan Anda mengukur pH dalam rentang yang lebih luas dan lebih akurat (hingga 0,01 unit pH) dibandingkan menggunakan indikator, nyaman dan sangat akurat, memungkinkan Anda mengukur pH buram dan larutan berwarna dan karena itu banyak digunakan.

Dengan menggunakan pH meter, konsentrasi ion hidrogen (pH) diukur dalam larutan, air minum, produk makanan dan bahan mentah, objek lingkungan dan sistem produksi untuk pemantauan terus menerus terhadap proses teknologi, termasuk di lingkungan yang agresif.

Pengukur pH sangat diperlukan untuk pemantauan perangkat keras larutan pH untuk pemisahan uranium dan plutonium, ketika persyaratan kebenaran pembacaan peralatan tanpa kalibrasi sangat tinggi.

Perangkat ini dapat digunakan di laboratorium stasioner dan bergerak, termasuk laboratorium lapangan, serta laboratorium diagnostik klinis, forensik, penelitian, dan produksi, termasuk industri daging, susu, dan pembuatan kue.

Saat ini, pH meter juga banyak digunakan di peternakan akuarium, memantau kualitas air dalam kondisi rumah tangga, pertanian (terutama di hidroponik), dan juga untuk memantau diagnosa kesehatan.

Tabel 2. Nilai pH untuk beberapa sistem biologis dan larutan lainnya

Sistem (solusi)
Usus duabelas jari
Jus lambung
Darah manusia


Otot
Jus pankreas


Protoplasma sel



Usus halus

Air laut
Putih telur ayam
jus jeruk
Jus tomat