5.6.2   Skala kwasowości, pH

Miarą kwasowości roztworu jest stężenie jonów wodorowych . Granice tego stężenia wyznaczone są wielkościami stałych dysocjacji odpowiednich równowag auto-dysocjacji poszczególnych rozpuszczalników. Jeśli rozpuszczalnikiem jest woda to z iloczynu jonowego wody (5.39) wynika, że stężenie jonów wodorowych może się zmieniać w przedziale od 0 do 14. Dla czystej wody stężenie jonów wodorowych jest równe stężeniu jonów hydroksylowych co wynika z reakcji dysocjacji wody (5.36). Łatwo zatem zauważyć, że stężenie to musi wynosić :

(5.45)                         

Roztwór w którym stężenie jonów wodorowych jest równoważne stężeniu jonów hydroksylowych nazywamy roztworem obojętnym.

Wyrażenie (5.39)  można przedstawić w postaci logarytmicznej:

(5.46)                         

Wprowadzając za Sörensenem oznaczenia:

(5.47)                         

(5.48)                         

otrzymujemy:

(5.49)                         

Wartość pH jest powszechnie przyjętą miarą kwasowości roztworów. W rozcieńczonych roztworach wodnych (roztworach doskonałych) może ona przyjmować wartości od 0 do 14 (rys.5.6)

Rys.5.6. Graficzny wykres zależności między pH a stężeniem jonów wodorowych i hydroksylowych .

Dla roztworów rzeczywistych definicję pH należy wyrazić poprzez aktywność jonów wodorowych :

(5.50)                                   

Należy podkreślić, że skala kwasowości pH jest ściśle związana z wielkością stałej równowagi auto-dysocjacji danego rozpuszczalnika. Nie ma uniwersalnej skali pH mającej zastosowanie we wszystkich rozpuszczalnikach. Każdemu rozpuszczalnikowi można przypisać inną skalę pH co przedstawiono na rys.5.7.

         

Rysunek 5.7