pH

Artikkelen inngår i serien om Syrer og baser

Bufferløsning Dissosiasjonskonstant pH Protonaffinitet Surhetsfunksjon Syre–base-ekstraksjon Syre–base-reaksjon Syrekonstant Vannets egenprotolyse
Syretyper
Brønsted · Lewis · Mineral · Organisk · Sterk · Supersyre · Svak
Basetyper
Brønsted · Ikke-nukleofil · Lewis · Organisk · Sterk · Superbase · Svak

pH er en måleenhet for surhetsgrad i vannløsninger. En nøytral løsning, rent vann, har en pH på 7. Løsninger med pH under 7 er sure, de som har pH over 7 er alkaliske. De fleste stoffer har pH mellom 0 og 14, men pH-verdier under null og over 14 forekommer.

Det finnes flere hypoteser om hva «pH» står for.^[1] En hypotese er at «pH» er forkortelse for potens (p) og hydrogen (H),^[2] antatt å være fra latin pondus hydrogenii eller potentia hydrogenii,^[3]^[4] der pondus betyr «vekt» eller «mengde», potentia betyr «potens» eller «styrke» og hydrogenium betyr «hydrogen».

Definisjon

Det som bestemmer hvorvidt en løsning er sur eller alkalisk er konsentrasjonen av H⁺-ioner. Strengt tatt forekommer ikke slike ioner fritt i vannløsninger, de vil alltid knytte seg til et vannmolekyl og danne et H₃O⁺-ion. Det er vanlig å se bort fra dannelsen av H₃O⁺-ionet i beskrivelsen av syrer og baser. Selv i helt rent vann finnes det noen H⁺-ioner. Dette skyldes at noen vannmolekyler spontant splittes i H⁺- og OH⁻-ioner. Ved standard trykk og temperatur er ca. ett av ti millioner vannmolekyler spaltet på denne måten. Konsentrasjonen av H⁺-ioner måles i mol per liter, også kalt molaritet og er i rent vann 1×10⁻⁷ mol/l. Konsentrasjonen kan variere over mange størrelsesordner og det er derfor praktisk å innføre følgende definisjon av pH:

{\mbox{pH}}=-\log _{10}\left[{\mbox{H}}^{+}\right]

Det er minustegnet i formelen som gjør at en lavere pH-verdi tilsvarer en løsning med høyere konsentrasjon av H⁺-ioner.

Baser

Selv om baser er definert som stoffer som øker konsentrasjonen av OH⁻-ioner, enten ved å avgi OH⁻-ioner eller oppta H⁺-ioner, kan man bruke pH også for å angi styrken på alkaliske løsninger. Dette skyldes at produktet av konsentrasjonene av H⁺- og OH⁻-ioner er konstant ved en gitt temperatur. Denne likevekten er gitt ved:

\left[{\mbox{H}}^{+}\right]\left[{\mbox{OH}}^{-}\right]=10^{-14}

(Ved 293 K)

Det er derfor H⁺-ioner også i alkaliske løsninger, men færre jo mer alkalisk løsningen er. Det hadde egentlig ikke vært noe i veien for å benytte konsentrasjonen av OH⁻-ioner, pOH, som mål på surhetsgrad i stedet for pH, men det er konvensjon å kun benytte pH. En konsekvens av likevekten over er at pH + pOH = 14. Ved andre temperaturer enn 293 K blir summen litt avvikende fra 14.

Måling

Det finnes kjemiske stoffer som skifter farge ved én bestemt pH-verdi, slike stoffer kalles pH-indikatorer. Ved å kombinere pH-indikatorer som skifter farge ved ulik pH er det mulig å lage pH-papir (lakmuspapir) som kan finne pH-verdier med noenlunde nøyaktighet i et større intervall. Elektroniske pH-metere er basert på at vannets elektriske ledningsevne er proporsjonal med ionekonsentrasjonen.

Se også

pH-indikator

Litteratur

Chang, Raymond (2008). General chemistry : the essential concepts (5 utg.). Boston. McGraw-Hill. ISBN 9780071102261.
Chang, Raymond; Goldsby, Kenneth A. (2014). General chemistry : the essential concepts (7 utg.). New York. McGraw-Hill. ISBN 9781259060427.

Referanser

^ «Ingen vet hva p-en i pH egentlig står for», Forskning.no, 15. oktober 2023
^ (no) «PH» i Store norske leksikon, besøkt 10. januar 2023.
^ Vannforsynings- og avløpsteknikk. Tapir. 1968. s. 23.
^ Henriksson, Olle (1982). Verdt å vite om væskebalansen. Universitetsforlaget. s. 43. ISBN 8200282783.

[1] «Ingen vet hva p-en i pH egentlig står for», Forskning.no, 15. oktober 2023

[2] (no) «PH» i Store norske leksikon, besøkt 10. januar 2023.

[3] Vannforsynings- og avløpsteknikk. Tapir. 1968. s. 23.

[4] Henriksson, Olle (1982). Verdt å vite om væskebalansen. Universitetsforlaget. s. 43. ISBN 8200282783.

[1]