Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

pH-skalan

Videogenomgång (flippat klassrum)

Inledning

Du kanske känner till pH-skalan?

  1. Sur lösning: pH < 7
  2. Neutral lösning: pH = 7
  3. Basisk lösning: pH > 7

Varför har man valt en sådan konstig skala?

  • Borde det inte varit enklare med exempelvis pH < 0 för sura lösningar, pH = 0 för neutrala och pH > 0 för basiska lösningar?
  • Som vi ska se, är det inte människan som valt skalan...

Vattnets autoprotolys

  Annons
 

Demo

Visa att det finns joner även i destillerat vatten

Glimlampan börjar lysa vid hög spänning

Vad är det som händer?

Vattnet kan reagera med sig själv!

H2O + H2O → H3O+ + OH-

  • Visserligen går reaktionen också åt andra hållet, men det räcker så här så länge!

Vi vet redan att sura lösningar innehåller hög koncentration H3O+ och att basiska lösningar innehåller hög koncentration OH-.

Søren Sørensen i Carlsbergslaboratoriernas avdelning för kemi, någon gång i början av 1900-talet.Søren Sørensen i Carlsbergslaboratoriernas avdelning för kemi, någon gång i början av 1900-talet.

Hur är då oxoniumjonkoncentrationen jämfört med hydroxidjonkoncentrationen i neutrala lösningar?

  • Samma!
  • [H3O+] = [OH-] = 10-7 mol/dm3 = 0,0000001 mol/dm3 vid 25ºC.

Som du såg ovan, i neutrala lösningar är pH = 7. Kan du se sambandet mellan pH = 7 och [H+] = 10-7 mol/dm3?

Anekdot: pH-skalan uppfanns år 1909 av Søren Sørensen på Carlsbergsbryggerierna...

pH-skalan

pH anger hur surt något är (surhetsgraden) = oxoniumjonkoncentrationen

Exempel 1

Låt oss säga att en lösning har:

\left[\text{H}_3\text{O}^+\right] = 0,0001 \text{M} = \frac {1}{10000} \text{M} = \frac {1}{10^4} \text{M} = 10^{-4} \text{M}

pH = 4

Exempel 2

Låt oss säga att en lösning har:

\left[\text{H}_3\text{O}^+\right] = 0,01 \text{M} = \frac {1}{100} \text{M} = \frac {1}{10^2} \text{M} = 10^{-2} \text{M}

pH = 2

Vad säger detta oss om pH-skalan?

Ju lägre pH, desto högre oxoniumjonkoncentration!

Vi ser att:

  1. [H3O+] = 10-pH mol/dm3
  2. pH = -lg[H3O+]

pH i basiska lösningar

Låt oss säga att en lösning har [H3O+] = 0,00000001 M = 10-8 M

pH = 8

  • I en basisk lösning dominerar istället OH--jonerna.

Några räkneexempel

Vad blir pH i en lösning där

  1. [H+] = 1·10-3?

    Svar: 3,0

  2. [H+] = 5·10-3?

    Lösning: pH = -lg[H+] = -lg(5·10-3) = 2,3

  3. [H+] = 3,5·10-9?

    Lösning: pH = -lg[H+] = -lg(3,5·10-9) = 8,46

Beräkna [H+] i en lösning där

  1. pH = 4,50

    Lösning: [H+] = 10-pH mol/dm3 = 10-4,50 mol/dm3 = 3,2·10-5 mol/dm3

  2. pH = 7,7

    Lösning: [H+] = 10-pH mol/dm3 = 10-7,7 mol/dm3 = 2·10-8 mol/dm3

Några ord om buffertlösningar

Laborationen ni gjorde (syrabas-titrering):

  • Mycket snabbt omslag - en enda droppe räckte för att komma "över kanten"

Tänk om det var så kroppen också!

  • Bara vi dricker en läsk, skulle pH i kroppen plötsligt sjunka drastiskt!
  • Vi råkar få i oss lite tvål, så stiger pH drastiskt!

I båda fallen skulle det vara dödligt

  • Detta beror på att kroppens enzymer (proteiner) fungerar bara i ett ganska snävt pH-intervall

Problemet: pH måste hållas konstant i kroppens celler - även om det ibland tillsätts lite syra eller bas!

Lösningen: Buffertar

  • Ett ämne som "tar hand om" (neutraliserar) både syror och baser
  • "Stötdämpare" = buffertar

Buffert

  • En lösning, vars pH inte ändras vid måttlig tillsats av syra eller bas

Naturliga buffertar

Alla biologiska system behöver buffras

Kroppsvätska och blod är två bra exempel.

Sjöar, hav, jordarter m.m. har också buffrande förmåga (men inte oändlig!)

Olika jordar har olika buffrande förmåga.Olika jordar har olika buffrande förmåga.Jordarnas buffrande förmåga beror på att små partiklar i jorden kan ta upp eller avge vätejoner.Jordarnas buffrande förmåga beror på att små partiklar i jorden kan ta upp eller avge vätejoner.

Sök

Kurser