pH og pOH (pH = −log[H⁺])

Kemi B · STX · B-niveau · Syre-base-kemi

🧪 pH og pOH (pH = −log[H⁺])

pH = mål for surhed/basicitet i opløsning.

Definition: pH = -log₁₀[H⁺], hvor [H⁺] = koncentration af brintioner (mol/L). pOH: pOH = -log₁₀[OH⁻].

Sammenhæng: pH + pOH = 14 (ved 25 °C, neutralt vand).

Skala: 0 (meget sur) — 7 (neutral) — 14 (meget basisk). Hver pH-enhed = 10× mere/mindre sur.

Beregninger:

1. Stærk syre, fx 0,01 M HCl: [H⁺] = 0,01 = 10⁻². pH = 2.

2. Stærk base, fx 0,01 M NaOH: [OH⁻] = 0,01 → pOH = 2 → pH = 12.

3. Svag syre, fx 0,1 M eddikesyre (Ka = 1,8·10⁻⁵): [H⁺] ≈ √(Ka·c) = √(1,8·10⁻⁶) ≈ 1,3·10⁻³. pH ≈ 2,87.

Vand-konstant Kw: [H⁺]·[OH⁻] = 10⁻¹⁴. Stiger med temperatur.

Eksempler — opløsninger: mavesyre 1-2, citronsaft 2,3, eddike 2,5, sodavand 3, kaffe 5, mælk 6,5, rent vand 7, blod 7,4 (kritisk snæver), sæbe 9-10, ammoniak 11, lud 13.

Måling af pH:

• (a) pH-papir — flerfarvet, viser ca. pH.
• (b) pH-elektrode + pH-meter — præcis 0,01 enhed.
• (c) Indikatorer (phenolphthalein, bromthymolblåt, methylorange).

Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) for buffer-opløsninger. pH-relaterede begreber: pKa = -log Ka. Lavere pKa = stærkere syre.

Buffer: opløsning der modstår pH-ændring.

B-niveau-fokus

beregn pH for stærk + svag syre/base + buffer.

Læringsmål

• Anvende formlerne pH = -log[H⁺] og pOH = -log[OH⁻]
• Anvende sammenhængen pH + pOH = 14 og Kw = [H⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴
• Beregne pH for stærke syrer og baser ud fra koncentration
• Beregne pH for svage syrer ved hjælp af Ka og tilnærmelsen [H⁺] ≈ √(Ka·c)
• Vurdere surhedsgraden af hverdagsstoffer ud fra deres pH-værdi

Sådan kan du arbejde med emnet

• Beregn pH for en opløsning med en given koncentration af H⁺
• Beregn pOH ud fra pH og forklar sammenhængen mellem de to skalaer
• Forklar, hvad det betyder, at pH-skalaen er logaritmisk

Eksperiment-forslag

• Mål pH for hverdagsvæsker (citronsaft, sodavand, mælk, sæbevand) med pH-papir og pH-meter, og sammenlign med tabelværdier.
• Beregn pH for 0,01 M HCl og 0,01 M NaOH, og forklar forskellen.
• Beregn pH for 0,1 M eddikesyre (Ka = 1,8·10⁻⁵), og bestem dissociationsgraden.
• Forklar hvorfor pH og pOH altid summer til 14 ved 25°C.

Brobygning

pH-begrebet er grundlaget for at forstå Brønsted-Lowrys syre-base-definition og styrkeforskelle mellem syrer og baser i de næste emner.