Come Calcolare il pH

Il pH è una scala che misura l'acidità o la basicità di una soluzione o di un composto. Scientificamente, il pH misura gli ioni presenti in una soluzione chimica. Se stai frequentando un corso di scienze o di chimica, hai la necessità di sapere come calcolare il pH basandoti sulla concentrazione molare della soluzione chimica in oggetto. Per calcolare il pH si utilizza la seguente equazione: pH = -log[H3O⁺].

Metodo 1

Metodo 1 di 3:

Nozioni di Base sul pH

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Comprendi cos'è realmente il pH. Il pH rappresenta la concentrazione di ioni di idrogeno all'interno di una soluzione. Una soluzione che presenta un'alta concentrazione di ioni di idrogeno è acida, mentre una soluzione che presenta una bassa concentrazione di ioni di idrogeno è basica, denominata anche come alcalina. Lo ione di idrogeno è conosciuto anche con il nome di Idronio ed è caratterizzato dal simbolo H+ o H30+.
- Comprendi la scala di misurazione del pH. Tale scala va da 1 a 14, dove il numero più basso indica una soluzione acida e il numero più alto basica. Ad esempio, il succo di arancia ha un pH pari a 2 dovuto alla sua acidità. La candeggina ha invece un pH pari a 12, il che significa che è molto basica. I numeri intermedi della scala rappresentano soluzioni neutre, come ad esempio l'acqua che ha un pH pari a 7.
- Ogni livello di pH si differenza dal successivo o dal precedente per un fattore 10. Ad esempio, comparando un pH 7 a un pH 6, quest'ultimo risulta dieci volte più acido rispetto al primo. Di conseguenza il pH 6 risulta 100 volte più acido rispetto a un pH 8
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Definisci il pH tramite un'equazione. La scala di misurazione del pH è definita tramite un logaritmo negativo. Il logaritmo negativo di un numero ne indica semplicemente il divisore in base 10.^{[1]
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Fonte di ricerca} L'equazione del pH è la seguente: pH = -log[H3O+].
- A volte l'equazione del pH può essere rappresentata nel seguente modo: pH = -log[H+]. Entrambe le forme rappresentano la stessa equazione.
- Per calcolare il pH non è comunque necessario comprendere appieno il significato di logaritmo negativo. La maggior parte delle calcolatrici che vengono utilizzate nelle scuole medie e superiori sono in grado di calcolare il logaritmo di un numero.
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Comprendi il significato di concentrazione. Si tratta del numero di particelle di un composto che si trovano disciolte in una soluzione.^{[2]
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Fonte di ricerca} La concentrazione viene comunemente descritta dalla molarità. La concentrazione viene indicata come moli per unità di volume (m/v o M). All'interno dei laboratori di chimica, la concentrazione delle soluzioni a disposizione è riportata sulla bottiglia. Nei problemi di chimica normalmente la concentrazione è un dato che viene fornito.

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Metodo 2

Metodo 2 di 3:

Utilizzare la Concentrazione per Calcolare il pH

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Ricorda l'equazione del pH. Il pH è descritto dalla seguente equazione: pH = -log[H3O+].^{[3]
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Fonte di ricerca} Assicurati di sapere cosa rappresentano i termini presenti in tale equazione. Individua il termine che indica la concentrazione.
- In chimica le parentesi quadre di solito indicano "concentrazione di". Quindi l'equazione del pH andrebbe letta come: “Il pH è uguale al logaritmo negativo della concentrazione di ioni idronio”.
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Identifica il valore della concentrazione. Leggi il testo del problema di chimica che devi risolvere per scoprire la concentrazione di un acido o di una base. Riporta su carta l'intera equazione sostituendo i valori noti alle relative variabili.^{[4]
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Fonte di ricerca} Per evitare di fare confusione riporta sempre le unità di misura.
- Ad esempio, se la concentrazione è pari a 1,05 * 10⁵ M, l'equazione per il calcolo del pH sarà la seguente: pH = -log[1,05 * 10⁵ M]
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Risolvi l'equazione. Per farlo, sarai obbligato a utilizzare una calcolatrice scientifica. Per prima cosa premi il tasto "-", seguito dal tasto "log". Sul display della calcolatrice dovrebbe apparire la scritta "-log".^{[5]
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Fonte di ricerca} Premi il tasto relativo alla parentesi aperta e digita la concentrazione. Quando presente, non dimenticare di indicare l'esponente.^{[6]
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Fonte di ricerca} Al termine chiudi la parentesi.^{[7]
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Fonte di ricerca} Sul display della calcolatrice dovrebbe apparire la seguente formula "-log(1.05x10^5)". Premi il tasto per eseguire il calcolo, il risultato dovrebbe essere : pH = 5.

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Metodo 3

Metodo 3 di 3:

Utilizzare il pH per Calcolare la Concentrazione

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Individua le variabili sconosciute. Per prima cosa scrivi l'equazione per calcolare il pH. Prosegui identificando i valori a te noti e riportali direttamente di seguito all'equazione. Ad esempio, se sai che il valore del pH è pari a 10,1, riportalo direttamente sul foglio subito dopo aver scritto l'equazione per calcolarlo.
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Imposta l'equazione. Questo passaggio richiede ampie conoscenze di algebra. Per calcolare la concentrazione a partire dal pH, hai la necessità di impostare l'equazione in modo che la concentrazione si trovi isolata all'interno di un membro. Inizia spostando il pH in un membro e la concentrazione di ioni di idronio nell'altro. Ricorda di mantenere il segno del logaritmo quando lo sposti nell'altro membro, e che da negativo dovrà essere trasformato in positivo. A questo punto sottrai il pH dal membro sinistro e impostalo come esponente negativo del membro di destra.
- La nostra equazione originale, pH = -log[H3O+] diventerà +[H3O+] = log^-pH. Nota che il valore del pH è diventato un logaritmo inverso. Ora puoi sostituire il valore del pH all'interno dell'equazione con 10,1.
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Procedi a risolvere l'equazione. Quando si lavora con i logaritmi inversi il processo dei calcoli da seguire è unico. Ricorda che il logaritmo è una moltiplicazione in base 10. Per inserire l'equazione nella calcolatrice, digita il numero 10. Ora premi il tasto "EXP" quindi digita il segno "-" seguito dal valore noto del pH. Al termine premi il tasto per eseguire il calcolo.
- Nel nostro esempio sappiamo che il pH è pari a 10,1. Quindi dovremo digitare "10" e premere il tasto "EXP". Adesso premi il tasto "-" dato che l'esponente della nostra equazione è negativo. Infine digita il valore del pH cioè "10,1". Al termine premi il tasto per eseguire i calcoli. Come risultato dovremmo ottenere "1e-100". Questo significa che la concentrazione è pari a 1,00 * 10^-100 M.
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Analizza il risultato. La soluzione ottenuta nel passaggio precedente è corretta? Sappiamo che una soluzione con pH pari a 10,1 è molto basica, quindi la concentrazione di ioni di idronio è molto bassa. Questo significa che il numero relativo alla concentrazione è minuscolo, quindi la soluzione ottenuta è corretta.

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Consigli

Se il calcolo del pH ti sembra difficile, sappi che esistono molte risorse in grado di facilitarti il compito. Consulta il libro di testo e parla con il tuo insegnante per avere un aiuto.