pH-ul soluțiilor apoase de baze tari

Atunci când ionizează în apă, bazele formează ion hidroxil.

Cât de mulți ion hidroxil vor fi în soluția poasă de bază, depinde de tăria bazei.

Lucrurile sunt foarte clare în cazul bazelor monoprotice tari.

La fel ca în cazul acizilor și bazele monoprotice sunt cele care ionizează într-o singură treapă.

Bazele tari, după cum bine știm, sunt cele care ionizează complet în apă.

Deci concentrația ionilor hidroxil este egală cu concentrația bazei.

Spre exemplu, într-o soluție de hidroxid de sodiu 1 molar, se găsește de fapt o concentrație a ionilor de sodiu

egală cu concentrația a ionilor hidroxil și egală cu 1 mol pe litru.

Pentru a calcula pH-ul unei astfel de soluții, trebuie să aflăm concentrația ionilor hidroniu din soluție.

Și acest lucru este foarte simplu, datorită produsului ionic al apei,

care este egal cu produsul dintre concentrațiile molare ale ionilor hidroniu și ionilor hidroxil

și care la 25 de grade Celsius are o valoare de 10 la minus 14 mol pe litru la puterea a doua.

Deci această valoare este pentru o temperatură de 25 de grade Celsius.

Din această relație deducem că concentrația ionilor hidroniu este egală cu produsul ionic al apei

supra concentrația molară a ionilor hidroxil.

Iar în cazul soluției noastre de hidroxid de sodiu, 1 molar,

această concentrație a ionilor hidroniu este egală cu 10 la minus 14

supra concentrația bazei, adică 1 molar.

Deci avem o concentrație a ionilor hidroniu egală cu 10 la minus 14 mol pe litru.

Iar pH-ul este egal cu minus logaritm decimal din concentrația a ionilor hidroniu.

Deci este egal cu minus logaritm decimal din 10 la minus 14.

Așadar, soluția noastră are pH-ul 14.

Relațiile generale pentru soluțiile de baze tal sunt acestea.

Concentrația a ionilor hidroniu este egală cu produsul ionic al apei

supra concentrația bazei, de unde rezultă că pH-ul este egal cu minus logaritm decimal

din 10 la minus 14 supra concentrația bazei.

Deci putem afla pH-ul unei soluții de baze tar

folosind direct relația 14 plus logaritm decimal din concentrația bazei tar.

Haideți să calculăm pH-ul unei soluții de hidroxid de sodiu, 0,01 molar de această dată.

Concentrația a ionilor hidroxid este egală cu concentrația bazei, adică cu 0,01 mol pe litru.

Iar concentrația a ionilor hidroniu este egală cu produsul ionic al apei

supra concentrația a ionilor hidroxid, deci este egală cu 10 la minus 14

supra 0,01 și este egal în continuare cu 10 la minus 12 mol pe litru.

pH-ul soluției este egal cu minus logarit din 10 la minus 12 și este egal în continuare cu 12.

Sau pentru aceeași soluție putem aplica formula

pH egal cu 14 plus logarit din concentrația bazei

înlocuim valoarea concentrației aici și obținem 14 plus logarit din 10 la minus 2 și este egal tot cu 12.

În schimb, dacă vrem să calculăm pH-ul unei soluții de hidroxid de calciu

să zicem că avem o soluție de hidroxid de calciu tot 0,01 molar

nu putem aplica această formulă

deoarece în cazul hidroxidului de calciu, la ionizarea completă în apă

se formează 2 ioni hidroxid

deci când calculăm pH-ul soluției

trebuie să ținem cont de faptul că aici avem 2 ioni de hidroxid

astfel concentrația ionilor hidroxid este egală cu 2 ori 0,01

și este egală cu 2 ori 10 la minus 2 mol pe litru

aflăm concentrația ionilor hidroniu

avem valoarea produsului ionic al apei

supra concentrația ionilor hidroxid

deci concentrația ionilor hidroniu este egală cu 10 la minus 12 supra 2 mol pe litru

și pH-ul acestei soluții este egal cu minus logaritm decimal din concentrația ionilor hidroniu

deci din 10 la minus 12 supra 2

efectuăm calculul matematic

și obținem un pH de 12,3