Warum haben starke Säuren einen niedrigen pH-Wert?

Warum haben starke Säuren einen niedrigen pH-Wert?
Anonim

Antworten:

Wegen der Art, wie wir das ausdrücken # p # Funktion….

Erläuterung:

Per Definition, # pH = -log_10 H_3O ^ + #. Und die Verwendung der logarithmischen Funktion reicht bis in vorelektronische Rechnertage zurück, als Studenten und Ingenieure sowie Wissenschaftler logarithmische Tabellen für komplexere Berechnungen verwendeten, die heute ein moderner, für etwa einen Dollar verfügbarer Rechner EAT wäre. …

Für eine starke Säure sagen wir # HCl # bei maximaler Konzentration ca. # 10.6 * mol * L ^ -1 #, das in wässriger Lösung vollständig ionisieren soll, erhalten wir …

#HCl (aq) + H_2O (l) rarr H_3O ^ + + Cl ^ - #

Jetzt hier # H_3O ^ + = 10,6 * mol * L ^ -1 #….

Und so # pH = -log_10 H_3O ^ + = - log_10 {10.6} = - (+ 1,03) = - 1,03 #..

Und so für stärkere Säure # H_3O ^ + # GEBEN SIE EIN NEGATIVER # pH #….

Für den Hintergrund …

Um nur zu beachten, dass in wässriger Lösung unter Standardbedingungen das Ionenprodukt …

# K_w = H_3O ^ + HO ^ - = 10 ^ (- 14) #

Und wir können nehmen # log_10 # von beiden seiten zu geben ….

#log_ (10) K_w = log_ (10) 10 ^ (- 14) = log_10 H_3O ^ + + log_10 HO ^ - #.

Und somit…. # -14 = log_ (10) H_3O ^ + + log_ (10) HO ^ - #

Oder…..

# 14 = -log_ (10) H_3O ^ + - log_ (10) HO ^ - #

# 14 = Underbrace (-log_10 H ^ +) _ (pH) Underbrace (-log_10 OH ^ -) _ (pOH) #

# 14 = pH + pOH #

Per Definition, # -log_10 H ^ + = pH #, # -log_10 HO ^ - = pOH #.