pH

Denne artikkelen omhandler måleenheten. For annen bruk, se PH (andre betydninger).

pH er en måleenhet for surhetsgrad i vannløsninger. En nøytral løsning, rent vann, har en pH på 7. Løsninger med pH under 7 er sure, de som har pH over 7 er alkaliske. De fleste stoffer har pH mellom 0 og 14, men pH-verdier under null og over 14 forekommer.

Det finnes flere hypoteser om hva «pH» står for. En hypotese er at «pH» er forkortelse for potens (p) og hydrogen (H), antatt å være fra latin pondus hydrogenii eller potentia hydrogenii, der pondus betyr «vekt» eller «mengde», potentia betyr «potens» eller «styrke» og hydrogenium betyr «hydrogen».

Definisjon

Det som bestemmer hvorvidt en løsning er sur eller alkalisk er konsentrasjonen av H⁺-ioner. Strengt tatt forekommer ikke slike ioner fritt i vannløsninger, de vil alltid knytte seg til et vannmolekyl og danne et H₃O⁺-ion. Det er vanlig å se bort fra dannelsen av H₃O⁺-ionet i beskrivelsen av syrer og baser. Selv i helt rent vann finnes det noen H⁺-ioner. Dette skyldes at noen vannmolekyler spontant splittes i H⁺- og OH⁻-ioner. Ved standard trykk og temperatur er ca. ett av ti millioner vannmolekyler spaltet på denne måten. Konsentrasjonen av H⁺-ioner måles i mol per liter, også kalt molaritet og er i rent vann 1×10⁻⁷ mol/l. Konsentrasjonen kan variere over mange størrelsesordner og det er derfor praktisk å innføre følgende definisjon av pH:

${\mbox{pH}}=-\log _{10}\left[{\mbox{H}}^{+}\right]$

Det er minustegnet i formelen som gjør at en lavere pH-verdi tilsvarer en løsning med høyere konsentrasjon av H⁺-ioner.

Baser

Selv om baser er definert som stoffer som øker konsentrasjonen av OH⁻-ioner, enten ved å avgi OH⁻-ioner eller oppta H⁺-ioner, kan man bruke pH også for å angi styrken på alkaliske løsninger. Dette skyldes at produktet av konsentrasjonene av H⁺- og OH⁻-ioner er konstant ved en gitt temperatur. Denne likevekten er gitt ved:

$\left[{\mbox{H}}^{+}\right]\left[{\mbox{OH}}^{-}\right]=10^{-14}$    (Ved 293 K)

Det er derfor H⁺-ioner også i alkaliske løsninger, men færre jo mer alkalisk løsningen er. Det hadde egentlig ikke vært noe i veien for å benytte konsentrasjonen av OH⁻-ioner, pOH, som mål på surhetsgrad i stedet for pH, men det er konvensjon å kun benytte pH. En konsekvens av likevekten over er at pH + pOH = 14. Ved andre temperaturer enn 293 K blir summen litt avvikende fra 14.

Måling

Det finnes kjemiske stoffer som skifter farge ved én bestemt pH-verdi, slike stoffer kalles pH-indikatorer. Ved å kombinere pH-indikatorer som skifter farge ved ulik pH er det mulig å lage pH-papir (lakmuspapir) som kan finne pH-verdier med noenlunde nøyaktighet i et større intervall. Elektroniske pH-metere er basert på at vannets elektriske ledningsevne er proporsjonal med ionekonsentrasjonen.

Se også

• pH-indikator

Litteratur

• Chang, Raymond (2008). General chemistry : the essential concepts (5 utg.). Boston. McGraw-Hill. ISBN 9780071102261. 
• Chang, Raymond; Goldsby, Kenneth A. (2014). General chemistry : the essential concepts (7 utg.). New York. McGraw-Hill. ISBN 9781259060427.