כימיה
pH
ההגדרה המתמטית של PH היא:
+ PH= -log+H +
לוגריתמוס חיובי של ריכוז יוני המימין
מבדיקות נסיוניות הסתבר שבכל תמיסה מימית מכפלת הריכוזים של
+H
ו- -OH היא גודל קבוע השווה ל-10-14
אנחנו נבדוק 3 מצבים שונים מבחינת היחס
שבין ריכוז יוני המימן לבין ריכוז יוני ההידרוקסיד.
.1 תמיסות ניטראליות - בתמיסה ניטראלית ריכוז יוני ה- +H שווה
לריכוז ה- -.OHלכן, כל אחד מהם שווה 10-7 מול לליטר. מכאן
יוצא שבתמיסות ניטראליות ה-PH שווה ל-.7
.2 תמיסה חומצית - בתמיסות חומציות ריכוז יוני ה- +H חייב
להיות גדול יותר מריכוז יוני ה- -OH ולכן הוא חייב להיות גדול
מ- .10-7 לכן, בתמיסות חומציות ה- PH קטן מ-,7 למעשה נע בין
0 ל-7 וככול שה-PH יותר קטן התמיסה יותר חומצית.
.3 תמיסות בסיסיות - בתמיסה כזו ריכוז ה- +H קטן מריכוז ה- -HO
ולכן הוא חייב להיות קטן מ- .10-7 בתמיסות בסיסיות אם כן ה-
PH הוא גדול מ-,7 נע בין 7 ל-14 וככול שהוא יותר גבוה - התמיסה
יותר בסיסית.
*
הערה: מותר לנו להתיחס לריכוז ה- +H כמו ריכוז החומצה,
ולריכוז ה- -OH כמו לריכוז הבסיס רק אוירה כאשר החומצה או הבסיס
שעליהם אנו דנים הם חזקים, כלומר, מתפרקים ליונים בצורה כמעט
מושלמת, לעומת זאת, אם אנו עוסקים בבסיס או בחומצה חלשים שאינם
מתפרקים ליונים באופן מושלם אלא רק באופן חלקי - ברור שריכוז
ה- +H יהיה קטן מריכוז החומצה והוא הדין לגבי ריכוז ה- -OH
שיהיה קטן מריכוז הבסיס.
הגדרת חומצה ובסיס לפי לאורי ברנסטד
הגדרתו של ארינוס לחומצה ובסיס מתיחסת אך ורק לתפקידיהם
בתמיסה מימית. לעומת זאת ההגדרה היותר כוללת, של לאורי ברנסטד
מתיחסת לתפקיד של החומרים בכל מצב צבירה ובכל תנאי.
לפי ההגדרה
הזו, מוגדרת חומצה ככול חומר שמסוגל לשחרר פרוטון +H ואילו
בסיס הוא כל חומר שמסוגל לקלוט פרוטון.
בדר"כ, בתגובות כאלה יש לכל חומצה בסיס צמוד וזהו החומר המתקבל
אחרי שהחומצה מסרה את הפרוטון. לכל בסיס יש חומצה צמודה וזה
החומר שהתקבל אחרי שהבסיס קלט את הפרוטון.
-NH3 + HCl <> NH4+ + Cl
-NH3 + H2O <> NH4+
+ OH
-HCl + H2O <> H3O+ +
Cl
אל-מימה
האל-מימות מסוגלות לתפקד בתגובות כימיות בדומה לחומרים
שמהם נגזרו. זאת אומרת, שאל-מימה של בסיס מתפקדת למעשה כמו
בסיס ולכן היא מגיבה עם חומצות ואפילו יכולה להגיב עם אל-מימות
של חומצות. והוא הדין לגבי אל-מימות של חומצות אשר מתפקדות כמו
חומצה לכל דבר
. SO3 + H2O
H2SO4 K2O + H2O
2KOH
N2O5 + H2O
2HNO3 BaO + H2O
Ba(OH)2
CO2 + H2O
H2CO3 Fe2O3 + H2O
2Fe(OH)3