pH, su kalitesini belirlemede ölçülen önemli bir parametredir. Bir su kaynağının içme ve diğer ev ihtiyaçları için kullanılabilecek kaliteli olup olmadığını gösterir. Ek olarak, uygun pH'ın korunması da bazı kimyasal reaksiyonlar için kritik öneme sahiptir. Bir sistemin pH'ı, o sistemde bulunan hidrojen iyonlarının konsantrasyonuna bağlıdır. Bir çözeltideki hidrojen iyonlarının konsantrasyonu, bir litre çözeltide bulunan hidrojen iyonlarının (mol birimi cinsinden) miktarıdır. pH, hidrojen iyonu konsantrasyonunun tersinin logaritmik değeridir. Bu, hidrojen iyonları ve pH arasındaki ilişkidir.

Kapsanan Kilit Alanlar

1. Hidrojen İyonları Nelerdir? - Tanım, Özellikler 2. pH nedir - Tanım, Özellikler, Ölçek ve Ölçümler 3. Hidrojen İyonları ve pH Arasındaki İlişki Nedir? – Örneklerle Açıklama

Anahtar Terimler: Asitlik, Alkalinite, Baziklik, Hidrojen İyonları, Hidronyum İyon, pH, Proton

Hidrojen İyonları Nelerdir?

Hidrojen iyonları, Hidrojen elementinin iyonik biçimleridir; bu H sembolü ile verilir⁺. Elektronlar çıkarıldığında veya bir atoma eklendiğinde bir iyon oluşur. Elektronlar bir atomdan ayrıldığında, bir katyon haline gelir. Bir atoma elektronlar eklendiğinde, bir anyon olur. Hidrojen, gaz halindeki nötr atomlarında sadece bir elektrona sahiptir. Hidrojenin en kararlı izotopu, çekirdeğinde bir proton içerir. Bu nedenle, çekirdeğin pozitif yükü (protonun varlığından dolayı) sahip olduğu tek elektron tarafından nötralize edilir. Ancak bu elektron hidrojen atomundan ayrıldığında, yalnızca pozitif yüklü proton bulunur. Bu nedenle hidrojen bir hidrojen iyonu olur. Böylece hidrojen iyonu sadece bir protondur.

Sulu çözeltilerde, bu hidrojen iyonu veya proton, H ile kombinasyon halindedir.₂O (su) molekülleri. Sonra bir denir Hidronyum iyonu. Hidronyum iyonunun sembolü H'dir.₃Ö⁺. Bu sembol H'den yaratılmıştır.⁺-H₂O kombinasyon.

Şekil 1: Hidronyum iyonunun kimyasal yapısı

Bir bileşiğin asitliği, Hidrojen iyonları (veya protonları) salma kabiliyeti ile belirlenir. Bu nedenle güçlü asitler, sahip oldukları tüm hidrojen iyonlarını tamamen iyonize edebilen ve serbest bırakabilen bileşiklerdir. Zayıf asitler, iyonlarına kısmen ayrışabilen ve hidrojen iyonlarının bir kısmını serbest bırakabilen bileşiklerdir. Bir sistemde bulunan hidrojen iyonlarının miktarı, o sistemin pH'ına bakılarak belirlenebilir. Asit-baz titrasyonları esas olarak bir sistemde bulunan hidrojen iyonlarına dayanır. Bir asidin sulu çözeltisinde bulunan hidrojen iyonlarının sayısını belirlemek için bir baz kullanılabilir.

Ayrıca, hidrojen iyonları da anyonlar olabilir. Hidrojen atomu 1s orbitalinde eşleşmemiş bir elektrona sahip olduğu için s orbitaline başka bir elektron alarak orbitali tamamlayabilir ve Helyum (He) elektron konfigürasyonunu elde edebilir. Sonra H olarak gösterilir^–. Bunun nedeni, hidrojen atomunun bir protondan oluşması ve atomda gelen elektronu nötralize edecek başka bir pozitif yükün olmamasıdır.

Genel olarak hidrojen, diğer elementlerin çoğuna kıyasla daha az elektronegatifliğe sahip olduğu için pozitif iyon oluşturma eğilimindedir. Ancak hidrojenden çok düşük elektronegatifliğe sahip metaller gibi elementlere bağlandığında katyonlar yerine anyonlar oluşturma eğilimindedir.

pH nedir

pH, hidrojen iyonu konsantrasyonunun tersinin logaritmik değeridir (daha doğrusu hidrojen iyonlarının aktivitesi). pH aslında bir sistemin asitliğini veya bazlığını (Alkalinitesini) belirlemek için kullanılan bir ölçektir. Logaritmik değer, bir çözeltideki hidrojen iyonu konsantrasyonunun çok düşük bir miktara sahip olmasıdır. Örneğin, 25°C'de saf suyun hidrojen iyonu konsantrasyonu^ÖC yaklaşık 10'dur^-7 mol/L. Bu nedenle, aktivite yerine hidrojen iyonlarının konsantrasyonu dikkate alınır ve bu konsantrasyonları tanımlamayı ve karşılaştırmayı kolaylaştırmak için logaritmik değer kullanılır. pH hesaplanırken hidrojen iyonu konsantrasyonunun birimleri mol/L olarak alınmalıdır.

pH ölçeği 1 ila 14 arasında değişir. pH 7, bir sistemin nötr pH'ı olarak kabul edilir. Asitlerin pH değeri 7'den küçük, bazların pH değeri 7'nin üzerindedir. Kuvvetli asitler 1'den 3'e kadar pH değerleri gösterirken, zayıf asitler 4'ten 6'ya kadar pH değerleri gösterir. kuvvetle temel olarak.

Şekil 2: pH ölçeği

pH çeşitli yöntemlerle ölçülebilir. Bir çözeltinin asidik mi yoksa bazik mi olduğunu belirlemek için turnusol kağıtları kullanılabilir. pH değerini tam sayı olarak belirlemek için pH kağıtları kullanılabilir. Titrasyon yöntemleri de kullanılabilir.

Hidrojen İyonları ve pH Arasındaki İlişki

Hidrojen iyonları ile pH arasında doğrudan bir ilişki vardır. Bir çözeltinin pH'ı, o çözeltideki hidrojen iyonu konsantrasyonuna bağlıdır. pH değeri, hidrojen iyonu aktivitesinin tersinin logaritmik değeridir. Hidrojen iyonlarının konsantrasyonu genellikle çok düşük olduğundan, iyon aktivitesi hidrojen iyonlarının konsantrasyonuna eşit olarak kabul edilir. Daha sonra pH, hidrojen iyonu konsantrasyonunun tersinin logaritmasıdır.

pH = -log₁₀[a_H+]

a'nın aktivite olduğu yer.

pH = -log₁₀[H⁺_(sulu)]

Bu nedenle, pH ile bir çözeltideki hidrojen iyonlarının konsantrasyonu arasında doğrudan bir ilişki vardır.

Çözüm

Bir çözeltinin pH'ı esas olarak o çözeltideki hidrojen iyonu konsantrasyonuna bağlıdır. Hidrojen iyon konsantrasyonu, o çözeltide bulunan kimyasal türlere ve bu çözeltinin sıcaklığındaki değişikliklere göre değişecektir.

Referanslar:

1. “Hidrojen iyonu.” Ansiklopedi Britannica. Ansiklopedi Britannica, inc., n.d. Ağ. Burada mevcut. 26 Temmuz 2017. 2. “Ph Nedir?”.N.p., n.d. Ağ. Burada mevcut. 26 Temmuz 2017.

Görünüm inceliği:

1. Hydronium-3D-balls” Benjah-bmm27 tarafından - Kendi çalışması, Kamu Malı) Commons Wikimedia aracılığıyla