Was ist der Unterschied zwischen einem pH-Wert von 8 und einem pH-Wert von 12 in Bezug auf die H + -Konzentration?

Antworten:

Hier ist was ich habe.

Erläuterung:

Die pH einer Lösung ist einfach ein Maß für die Konzentration von Wasserstoffionen, $"H"^(+)$ , die Sie oft als Hydroniumkationen bezeichnet sehen, $"H"_3"O"^(+)$ .

Genauer gesagt, die pH der Lösung wird mit berechnet negative log base $10$ der Konzentration der Hydroniumkationen.

$color(blue)(|bar(ul(color(white)(a/a)"pH" = - log(["H"_3"O"^(+)])color(white)(a/a)|)))$

Jetzt benutzen wir die Negativ Stammbasis $10$ weil die Konzentration an Hydroniumkationen in der Regel deutlich geringer ist als $1$ .

Wie Sie wissen, entspricht jeder Wertzuwachs einer Protokollfunktion eine Größenordnung. Zum Beispiel hast du

$log(10) = 1$

$log(10 * 10) = log(10) + log(10) = 1 + 1 = 2$

$log(10 * 10^2) = log(10) + log(10^2) = 1 + 2 = 3$

und so weiter. In Ihrem Fall ist der Unterschied zwischen einem pH-Wert von $8$ und einem pH von $12$ entspricht einer Differenz von vier Größeneinheiten zwischen der Konzentration von Hydroniumkationen in den beiden Lösungen.

Beachten Sie jedoch, dass Sie es mit Zahlen zu tun haben, die kleiner als sind $1$ und damit mit negative Protokolle, dass die Lösung mit einem höher pH wird tatsächlich eine haben niedrigere Konzentration von Hydroniumkationen.

Genauer gesagt haben Sie

$"pH"_1 = - log(["H"_3"O"^(+)]_1) = 8$

Dies ist äquivalent zu

$["H"_3"O"^(+)]_1 = 10^(-"pH"_1) = 10^(-8)"M"$

Ebenso haben Sie

$"pH"_2 = - log(["H"_3"O"^(+)]_2) = 12$

Dies ist äquivalent zu

$["H"_3"O"^(+)]_2 = 10^(-"pH"_2) = 10^(-12)"M"$

Wie Sie sehen können, enthält die erste Lösung eine Konzentration von Hydroniumkationen

$(10^(-8)color(red)(cancel(color(black)("M"))))/(10^(-12)color(red)(cancel(color(black)("M")))) = 10^color(red)(4)$

mal höher als die Konzentration von Hydroniumkationen der zweiten Lösung. Dies entspricht der Tatsache, dass Sie haben

$"pH"_2 - "pH"_1 = 12 - 8 = color(red)(4)$

Einfach gesagt, eine Lösung, die einen pH-Wert hat $color(red)(4)$ Einheiten niedriger als der pH-Wert einer zweiten Lösung wird eine Konzentration von Hydroniumkationen haben, die $10^color(red)(4)$ mal höher als die der zweiten Lösung.