Keasaman lingkungan. Konsep pH larutan. Output Pengukuran PH dari nilai pH

nilai pH, pH(lat. Pondus hidrogenii- “berat hidrogen”, diucapkan "peh") adalah ukuran aktivitas (dalam larutan sangat encer yang setara dengan konsentrasi) ion hidrogen dalam suatu larutan, yang secara kuantitatif menyatakan keasamannya. Sama besarnya dan berlawanan tanda dengan logaritma desimal aktivitas ion hidrogen, yang dinyatakan dalam mol per liter:

Sejarah nilai pH.

Konsep nilai pH diperkenalkan oleh ahli kimia Denmark Sørensen pada tahun 1909. Indikatornya disebut pH (menurut huruf pertama kata latin potensi hidrogeni- kekuatan hidrogen, atau kolam hidrogeni- berat hidrogen). Dalam kimia, kombinasi hal biasanya menunjukkan kuantitas yang sama dengan catatan X, dan surat itu H dalam hal ini, tunjukkan konsentrasi ion hidrogen ( H+), atau, lebih tepatnya, aktivitas termodinamika ion hidronium.

Persamaan yang berkaitan dengan pH dan pOH.

Tampilkan nilai pH.

Dalam air murni pada suhu 25 °C konsentrasi ion hidrogen ([ H+]) dan ion hidroksida ([ OH− ]) ternyata identik dan sama dengan 10 −7 mol/l, hal ini jelas mengikuti definisi produk ionik air, sama dengan [ H+] · [ OH− ] dan sama dengan 10 −14 mol²/l² (pada 25 °C).

Jika konsentrasi dua jenis ion dalam suatu larutan sama, maka larutan tersebut dikatakan bereaksi netral. Ketika asam ditambahkan ke air, konsentrasi ion hidrogen meningkat, dan konsentrasi ion hidroksida berkurang; ketika basa ditambahkan, sebaliknya, kandungan ion hidroksida meningkat, dan konsentrasi ion hidrogen menurun. Kapan [ H+] > [OH− ] dikatakan larutannya bersifat asam, dan bila [ OH − ] > [H+] - basa.

Agar lebih mudah dibayangkan, untuk menghilangkan eksponen negatif, alih-alih konsentrasi ion hidrogen, gunakan logaritma desimalnya, yang diambil dengan tanda sebaliknya, yaitu eksponen hidrogen - pH.

Indikator kebasaan suatu larutan pOH.

Kebalikannya sedikit kurang populer pH ukuran - indeks kebasaan solusi, pOH, yang sama dengan logaritma desimal (negatif) dari konsentrasi ion dalam larutan OH − :

seperti dalam larutan air apa pun pada suhu 25 °C, yang berarti pada suhu ini:

nilai pH dalam larutan dengan tingkat keasaman yang bervariasi.

• Bertentangan dengan kepercayaan populer, pH dapat bervariasi melampaui rentang 0 - 14, dan dapat juga melampaui batas tersebut. Misalnya, pada konsentrasi ion hidrogen [ H+] = 10 −15 mol/l, pH= 15, pada konsentrasi ion hidroksida 10 mol/l pOH = −1 .

Karena pada 25 °C (kondisi standar) [ H+] [OH − ] = 10 −14 , maka jelas pada suhu seperti itu pH + pHOH = 14.

Karena dalam larutan asam [ H+] > 10 −7 , artinya untuk larutan asam pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH larutan netral sama dengan 7. Pada suhu yang lebih tinggi, konstanta disosiasi elektrolitik air meningkat, yang berarti bahwa produk ionik air meningkat, maka air menjadi netral pH= 7 (yang sesuai dengan peningkatan konsentrasi secara bersamaan sebagai H+, Jadi OH−); dengan penurunan suhu, sebaliknya, netral pH meningkat.

Metode untuk menentukan nilai pH.

Ada beberapa metode untuk menentukan nilainya pH solusi. Indeks hidrogen diperkirakan diperkirakan menggunakan indikator yang diukur secara akurat menggunakan pH-meter atau ditentukan secara analitik dengan melakukan titrasi asam basa.

1. Untuk perkiraan kasar konsentrasi ion hidrogen, sering digunakan indikator asam-basa- zat pewarna organik, yang warnanya tergantung pH lingkungan. Indikator yang paling populer: lakmus, fenolftalein, jingga metil (metil jingga), dll. Indikator dapat memiliki dua bentuk warna berbeda - asam atau basa. Warna semua indikator berubah dalam kisaran keasamannya sendiri, seringkali 1-2 unit.
2. Untuk meningkatkan interval pengukuran kerja pH menerapkan indikator universal, yang merupakan campuran dari beberapa indikator. Indikator universal berubah warna secara berurutan dari merah menjadi kuning, hijau, biru hingga ungu ketika berpindah dari daerah asam ke basa. Definisi pH menggunakan metode indikator sulit dilakukan pada larutan yang keruh atau berwarna.
3. Menggunakan perangkat khusus - pH-meter - memungkinkan untuk mengukur pH pada rentang yang lebih luas dan lebih akurat (hingga 0,01 unit pH) daripada menggunakan indikator. Metode penentuan ionometri pH didasarkan pada pengukuran ggl rangkaian galvanik dengan milivoltmeter-ionometer, yang mencakup elektroda kaca, yang potensialnya bergantung pada konsentrasi ion H+ dalam larutan di sekitarnya. Metode ini sangat akurat dan nyaman, terutama setelah mengkalibrasi elektroda indikator dalam rentang yang dipilih pH, yang memungkinkan untuk mengukur pH larutan buram dan berwarna dan oleh karena itu sering digunakan.
4. Metode volumetrik analitik — titrasi asam-basa— juga memberikan hasil yang akurat untuk menentukan keasaman larutan. Suatu larutan yang konsentrasinya diketahui (titran) ditambahkan tetes demi tetes ke dalam larutan yang diuji. Ketika mereka dicampur, terjadi reaksi kimia. Titik ekivalen - momen ketika terdapat cukup titran untuk menyelesaikan reaksi - dicatat dengan menggunakan indikator. Setelah itu, jika konsentrasi dan volume larutan titran yang ditambahkan diketahui, maka keasaman larutan ditentukan.
5. pH:

0,001 mol/L HCl pada 20 °C memiliki pH=3, pada suhu 30 °C pH=3,

0,001 mol/L NaOH pada 20 °C memiliki pH=11,73, pada suhu 30 °C pH=10,83,

Pengaruh suhu pada nilai pH dijelaskan oleh perbedaan disosiasi ion hidrogen (H+) dan bukan merupakan kesalahan eksperimen. Pengaruh suhu tidak dapat dikompensasi secara elektronik pH-meter.

Peran pH dalam kimia dan biologi.

Keasaman lingkungan penting untuk sebagian besar proses kimia, dan kemungkinan terjadinya atau akibat dari reaksi tertentu sering kali bergantung pada pH lingkungan. Untuk mempertahankan nilai tertentu pH dalam sistem reaksi, saat melakukan penelitian laboratorium atau produksi, larutan buffer digunakan yang memungkinkan mempertahankan nilai yang hampir konstan pH bila diencerkan atau bila sejumlah kecil asam atau basa ditambahkan ke dalam larutan.

nilai pH pH sering digunakan untuk mengkarakterisasi sifat asam basa berbagai media biologis.

Untuk reaksi biokimia, keasaman media reaksi yang terjadi dalam sistem kehidupan sangatlah penting. Konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan seringkali mempengaruhi sifat fisikokimia dan aktivitas biologis protein dan asam nukleat, oleh karena itu, untuk fungsi normal tubuh, menjaga homeostasis asam-basa adalah tugas yang sangat penting. Pemeliharaan dinamis yang optimal pH cairan biologis dicapai di bawah pengaruh sistem penyangga tubuh.

Dalam tubuh manusia, nilai pH berbeda-beda di berbagai organ.

Ingat:

Reaksi netralisasi adalah reaksi antara asam dan basa yang menghasilkan garam dan air;

Yang dimaksud dengan air murni, ahli kimia memahami air murni secara kimia yang tidak mengandung kotoran atau garam terlarut, yaitu air suling.

Keasaman lingkungan

Untuk berbagai proses kimia, industri dan biologi, ciri yang sangat penting adalah keasaman larutan, yang mencirikan kandungan asam atau basa dalam larutan. Karena asam dan basa merupakan elektrolit, kandungan ion H+ atau OH - digunakan untuk mengkarakterisasi keasaman medium.

Dalam air murni dan dalam larutan apa pun, bersama dengan partikel zat terlarut, ion H+ dan OH - juga terdapat. Hal ini terjadi karena disosiasi air itu sendiri. Dan meskipun kita menganggap air sebagai non-elektrolit, air tetap dapat terdisosiasi: H 2 O ^ H+ + OH - . Tetapi proses ini terjadi dalam skala yang sangat kecil: dalam 1 liter air hanya 1 ion yang terurai menjadi ion-ion. 10 -7 mol molekul.

Dalam larutan asam, sebagai hasil disosiasinya, ion H+ tambahan muncul. Dalam larutan seperti itu terdapat lebih banyak ion H+ dibandingkan ion OH - yang terbentuk selama sedikit disosiasi air, oleh karena itu larutan ini disebut asam (Gbr. 11.1, kiri). Umumnya dikatakan bahwa larutan tersebut mempunyai lingkungan asam. Semakin banyak ion H+ yang terkandung dalam larutan, semakin asam medium tersebut.

Sebaliknya, dalam larutan alkali, sebagai hasil disosiasi, ion OH - mendominasi, dan kation H + hampir tidak ada karena sedikit disosiasi air. Lingkungan larutan tersebut bersifat basa (Gbr. 11.1, kanan). Semakin tinggi konsentrasi ion OH - maka lingkungan larutan semakin basa.

Dalam larutan garam meja, jumlah ion H+ dan OH sama dan sama dengan 1. 10 -7 mol dalam 1 liter larutan. Media seperti itu disebut netral (Gbr. 11.1, tengah). Faktanya, ini berarti larutan tersebut tidak mengandung asam atau basa. Lingkungan netral merupakan karakteristik larutan beberapa garam (dibentuk oleh alkali dan asam kuat) dan banyak zat organik. Air murni juga memiliki lingkungan yang netral.

nilai pH

Jika kita membandingkan rasa kefir dan jus lemon, kita dapat dengan aman mengatakan bahwa jus lemon jauh lebih asam, artinya keasaman larutan ini berbeda. Anda pasti sudah tahu kalau air murni juga mengandung ion H+, namun rasa asam pada airnya tidak terasa. Hal ini disebabkan konsentrasi ion H+ yang terlalu rendah. Seringkali tidak cukup hanya mengatakan bahwa suatu medium bersifat asam atau basa, tetapi perlu untuk mengkarakterisasinya secara kuantitatif.

Keasaman lingkungan secara kuantitatif dicirikan oleh pH indikator hidrogen (diucapkan “p-ash”), terkait dengan konsentrasi

Ion hidrogen. Nilai pH sesuai dengan kandungan kation Hidrogen tertentu dalam 1 liter larutan. Air murni dan larutan netral mengandung 1 liter dalam 1 liter. 10 7 mol ion H+, dan nilai pH 7. Dalam larutan asam, konsentrasi kation H+ lebih besar dibandingkan dalam air murni, dan dalam larutan basa konsentrasinya lebih sedikit. Sejalan dengan ini, nilai nilai pH berubah: dalam lingkungan asam berkisar antara 0 hingga 7, dan dalam lingkungan basa berkisar antara 7 hingga 14. Ahli kimia Denmark Peder Sørensen pertama kali mengusulkan penggunaan nilai pH.

Anda mungkin telah memperhatikan bahwa nilai pH berhubungan dengan konsentrasi ion H+. Menentukan pH berhubungan langsung dengan menghitung logaritma suatu bilangan yang akan kamu pelajari di kelas matematika kelas 11. Namun hubungan antara kandungan ion dalam larutan dengan nilai pH dapat ditelusuri menurut skema berikut:

Nilai pH larutan berair dari sebagian besar zat dan larutan alami berkisar antara 1 hingga 13 (Gbr. 11.2).

Beras. 11.2. nilai pH berbagai larutan alami dan buatan

Søren Peder Laurits Sørensen

Ahli kimia fisik dan biokimia Denmark, presiden Royal Danish Society. Lulus dari Universitas Kopenhagen. Pada usia 31 tahun ia menjadi profesor di Institut Politeknik Denmark. Dia mengepalai laboratorium fisikokimia bergengsi di tempat pembuatan bir Carlsberg di Kopenhagen, tempat dia membuat penemuan ilmiah utamanya. Aktivitas ilmiah utamanya dikhususkan pada teori larutan: ia memperkenalkan konsep nilai pH dan mempelajari ketergantungan aktivitas enzim pada keasaman larutan. Atas pencapaian ilmiahnya, Sørensen dimasukkan dalam daftar "100 ahli kimia terkemuka abad ke-20", namun dalam sejarah sains ia tetap menjadi ilmuwan yang memperkenalkan konsep "pH" dan "metri pH".

Penentuan keasaman sedang

Untuk menentukan keasaman suatu larutan di laboratorium, indikator universal paling sering digunakan (Gbr. 11.3). Berdasarkan warnanya, Anda tidak hanya dapat menentukan keberadaan asam atau basa, tetapi juga nilai pH larutan dengan akurasi 0,5. Untuk mengukur pH dengan lebih akurat, ada perangkat khusus - pH meter (Gbr. 11.4). Mereka memungkinkan Anda menentukan pH suatu larutan dengan akurasi 0,001-0,01.

Dengan menggunakan indikator atau pengukur pH, Anda dapat memantau perkembangan reaksi kimia. Misalnya, jika asam klorida ditambahkan ke dalam larutan natrium hidroksida, akan terjadi reaksi netralisasi:

Beras. 11.3. Indikator universal menentukan perkiraan nilai pH

Beras. 11.4. Untuk mengukur pH larutan, digunakan alat khusus - pH meter: a - laboratorium (stasioner); b - portabel

Dalam hal ini, larutan reagen dan produk reaksi tidak berwarna. Jika elektroda pengukur pH ditempatkan pada larutan alkali awal, maka netralisasi lengkap alkali oleh asam dapat dinilai dari nilai pH larutan yang dihasilkan.

Penerapan indikator pH

Penentuan keasaman larutan sangat penting secara praktis dalam banyak bidang ilmu pengetahuan, industri, dan bidang kehidupan manusia lainnya.

Para ahli ekologi secara teratur mengukur pH air hujan, sungai, dan danau. Peningkatan tajam keasaman air alami mungkin disebabkan oleh pencemaran atmosfer atau masuknya limbah industri ke badan air (Gbr. 11.5). Perubahan seperti itu menyebabkan kematian tumbuhan, ikan, dan penghuni badan air lainnya.

Indeks hidrogen sangat penting untuk mempelajari dan mengamati proses yang terjadi pada organisme hidup, karena banyak reaksi kimia terjadi di dalam sel. Dalam diagnostik klinis, pH plasma darah, urin, jus lambung, dll ditentukan (Gbr. 11.6). PH darah normal adalah antara 7,35 dan 7,45. Bahkan perubahan kecil pada pH darah manusia menyebabkan penyakit serius, dan pada pH = 7,1 ke bawah, perubahan ireversibel dimulai yang dapat menyebabkan kematian.

Bagi sebagian besar tanaman, keasaman tanah penting, sehingga ahli agronomi melakukan analisis tanah terlebih dahulu untuk menentukan pH-nya (Gbr. 11.7). Jika keasaman terlalu tinggi untuk tanaman tertentu, tanah dikapur dengan menambahkan kapur atau kapur.

Dalam industri makanan, indikator asam basa digunakan untuk mengontrol kualitas produk makanan (Gbr. 11.8). Misalnya pH normal susu adalah 6,8. Penyimpangan dari nilai ini menunjukkan adanya pengotor asing atau rasa asamnya.

Beras. 11.5. Pengaruh tingkat pH air di waduk terhadap aktivitas vital tanaman di dalamnya

Nilai pH kosmetik yang kita gunakan sehari-hari sangatlah penting. PH rata-rata kulit manusia adalah 5,5. Jika kulit bersentuhan dengan produk yang tingkat keasamannya sangat berbeda dari nilai tersebut, hal ini akan menyebabkan penuaan dini, kerusakan, atau peradangan pada kulit. Terlihat bahwa tukang cuci yang menggunakan sabun cuci biasa (pH = 8-10) atau soda cuci (Na 2 CO 3, pH = 12-13) dalam waktu lama untuk mencuci, kulit tangannya menjadi sangat kering dan ditutupi dengan retak. Oleh karena itu, sangat penting untuk menggunakan berbagai kosmetik (gel, krim, sampo, dll) dengan pH mendekati pH alami kulit.

EKSPERIMEN LABORATORIUM No.1-3

Peralatan: rak dengan tabung reaksi, pipet.

Reagen: air, asam klorida, larutan NaCl, NaOH, cuka meja, indikator universal (larutan atau kertas indikator), produk makanan dan kosmetik (misalnya lemon, sampo, pasta gigi, bubuk pencuci, minuman berkarbonasi, jus, dll.) .

Peraturan keselamatan:

Untuk percobaan, gunakan sedikit reagen;

Berhati-hatilah agar reagen tidak mengenai kulit atau mata Anda; Jika zat kaustik masuk, bilas dengan banyak air.

Penentuan ion Hidrogen dan ion hidroksida dalam larutan. Menetapkan perkiraan nilai pH air, larutan basa dan asam

1. Tuang 1-2 ml ke dalam lima tabung reaksi: ke dalam tabung reaksi No. 1 - air, No. 2 - asam klorida, No. 3 - larutan natrium klorida, No. 4 - larutan natrium hidroksida dan No. 5 - cuka meja .

2. Tambahkan 2-3 tetes larutan indikator universal ke dalam setiap tabung reaksi atau turunkan kertas indikator. Tentukan pH larutan dengan membandingkan warna indikator pada skala standar. Menarik kesimpulan tentang adanya kation Hidrogen atau ion hidroksida pada setiap tabung reaksi. Tuliskan persamaan disosiasi senyawa-senyawa tersebut.

Studi pH produk makanan dan kosmetik

Uji sampel produk makanan dan kosmetik dengan indikator universal. Untuk mempelajari bahan kering, misalnya bubuk pencuci, harus dilarutkan dalam sedikit air (1 spatula bahan kering per 0,5-1 ml air). Tentukan pH larutan. Menarik kesimpulan tentang keasaman lingkungan pada setiap produk yang diteliti.

Ide kunci

Pertanyaan kontrol

130. Kehadiran ion apa dalam suatu larutan menentukan keasamannya?

131. Ion apa yang banyak ditemukan dalam larutan asam? dalam basa?

132. Indikator apa yang secara kuantitatif menggambarkan keasaman larutan?

133. Berapa nilai pH dan kandungan ion H+ dalam larutan: a) netral; b) sedikit asam; c) sedikit basa; d) sangat asam; d) sangat basa?

Tugas untuk menguasai materi

134. Larutan suatu zat tertentu mempunyai sifat basa. Ion manakah yang lebih banyak terdapat dalam larutan ini: H+ atau OH -?

135. Dua tabung reaksi berisi larutan asam nitrat dan kalium nitrat. Indikator apa yang dapat digunakan untuk menentukan tabung reaksi mana yang berisi larutan garam?

136. Tiga tabung reaksi berisi larutan barium hidroksida, asam nitrat dan kalsium nitrat. Bagaimana cara mengenali larutan tersebut dengan menggunakan satu reagen?

137. Dari daftar di atas, tuliskan secara terpisah rumus zat yang larutannya mempunyai medium: a) bersifat asam; b) basa; c) netral. NaCl, HCl, NaOH, HNO 3, H 3 PO 4, H 2 SO 4, Ba(OH) 2, H 2 S, KNO 3.

138. Air hujan memiliki pH = 5,6. Apa artinya ini? Zat apa yang terkandung di udara, bila dilarutkan dalam air, menentukan keasaman lingkungan?

139. Lingkungan apa (asam atau basa): a) dalam larutan sampo (pH = 5,5);

b) dalam darah orang sehat (pH = 7,4); c) dalam cairan lambung manusia (pH = 1,5); d) dalam air liur (pH = 7,0)?

140. Batubara yang digunakan pada pembangkit listrik tenaga panas mengandung senyawa Nitrogen dan Sulfur. Pelepasan produk pembakaran batu bara ke atmosfer menyebabkan terbentuknya apa yang disebut hujan asam yang mengandung sejumlah kecil asam nitrat atau sulfit. Berapa nilai pH yang khas untuk air hujan tersebut: lebih dari 7 atau kurang dari 7?

141. Apakah pH larutan asam kuat bergantung pada konsentrasinya? Benarkan jawaban Anda.

142. Larutan fenolftalein ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung 1 mol kalium hidroksida. Apakah warna larutan ini akan berubah jika asam klorida ditambahkan ke dalamnya sebanyak zat: a) 0,5 mol; b) 1 mol;

c) 1,5 mol?

143. Tiga tabung reaksi tidak berlabel berisi larutan natrium sulfat, natrium hidroksida, dan asam sulfat yang tidak berwarna. Nilai pH diukur untuk semua larutan: pada tabung reaksi pertama - 2,3, pada tabung kedua - 12,6, pada tabung ketiga - 6,9. Tabung reaksi manakah yang mengandung zat apa?

144. Siswa tersebut membeli air sulingan di apotek. PH meter menunjukkan bahwa nilai pH air ini adalah 6,0. Siswa tersebut kemudian merebus air tersebut dalam waktu yang lama, mengisi wadah tersebut sampai atas dengan air panas dan menutup tutupnya. Ketika air mendingin hingga mencapai suhu kamar, pH meter mendeteksi nilai 7,0. Setelah itu, siswa melewatkan udara melalui air dengan sedotan, dan pH meter kembali menunjukkan 6,0. Bagaimana penjelasan hasil pengukuran pH tersebut?

145. Menurut Anda mengapa dua botol cuka dari produsen yang sama mungkin mengandung larutan dengan nilai pH yang sedikit berbeda?

Ini adalah materi buku teks

Air adalah elektrolit lemah; itu berdisosiasi lemah menurut persamaan

Pada 25 °C, 10-7 mol H2O terurai menjadi ion dalam 1 liter air. Konsentrasi ion H+ dan OH- (dalam mol/l) akan sama dengan

Air murni mempunyai reaksi netral. Ketika asam ditambahkan ke dalamnya, konsentrasi ion H+ meningkat, yaitu. > 10-7 mol/l; konsentrasi ion OH- berkurang, mis. kurang dari 10-7 mol/l. Ketika menambahkan alkali, konsentrasi ion OH- meningkat: > 10-7 mol/l, oleh karena itu kurang dari 10-7 mol/l.

Dalam praktiknya, untuk menyatakan keasaman atau kebasaan suatu larutan, alih-alih konsentrasi, digunakan logaritma desimal negatif, yang disebut nilai pH:

Dalam air netral, pH = 7. Nilai pH dan konsentrasi ion H+ dan OH- yang sesuai diberikan dalam tabel. 4.

Solusi penyangga

Banyak reaksi analitik dilakukan pada nilai pH yang ditentukan secara ketat, yang harus dipertahankan selama reaksi berlangsung. Selama beberapa reaksi, pH dapat berubah akibat pengikatan atau pelepasan ion H+. Untuk menjaga nilai pH konstan, larutan buffer digunakan.

Larutan penyangga paling sering merupakan campuran asam lemah dengan garam dari asam tersebut atau campuran basa lemah dengan garam dari basa yang sama. Jika, misalnya, sejumlah asam kuat seperti HCl ditambahkan ke dalam larutan buffer asetat yang terdiri dari asam asetat CH3COOH dan natrium asetat CH3COONa, maka asam tersebut akan bereaksi dengan ion asetat membentuk CH3COOH yang sedikit terdisosiasi:

Dengan demikian, ion H+ yang ditambahkan ke dalam larutan tidak akan tetap bebas, melainkan akan terikat oleh ion CH3COO-, sehingga pH larutan tidak akan berubah. Ketika larutan alkali ditambahkan ke larutan buffer asetat, ion OH- akan diikat oleh molekul asam asetat CH3COOH yang tidak terdisosiasi:

Akibatnya, pH larutan dalam hal ini juga hampir tidak berubah.

Solusi buffer mempertahankan efek bufferingnya hingga batas tertentu, mis. mereka memiliki kapasitas buffer tertentu. Jika terdapat lebih banyak ion H+ atau OH- dalam larutan daripada kapasitas buffer larutan, maka pH akan berubah secara signifikan, seperti pada larutan tanpa buffer.

Biasanya, prosedur pengujian menetapkan larutan buffer mana yang harus digunakan untuk pengujian tertentu dan bagaimana larutan tersebut harus disiapkan. Campuran buffer dengan nilai pH yang tepat diproduksi dalam ampul untuk menyiapkan larutan 500 ml.

pH = 1,00. Bahan: 0,084 g glikol (asam aminoasetat NH2CH2COOH), 0,066 g natrium klorida NaCl dan 2,228 g asam klorida HCl.

pH = 2,00. Komposisi: 3,215 g asam sitrat C6H8O7-H2O, 1,224 g natrium hidroksida NaOH dan 1,265 g asam klorida HCl.

pH = 3,00. Komposisi: 4,235 g asam sitrat C6H8O7-H2O, 1,612 g natrium hidroksida NaOH dan 1,088 g asam klorida HCl.

pH = 4,00. Komposisi: 5,884 g asam sitrat C6H8O7-H2O, 2,240 g natrium hidroksida NaOH dan 0,802 g asam klorida HCl.

pH = 5,00. Komposisi: 10,128 g asam sitrat C6H8O7-H2O dan 3,920 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 6,00. Komposisi: 6,263 g asam sitrat C6H8O7-H2O dan 3,160 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 7,00. Komposisi: 1,761 g kalium dihidrogen fosfat KH2PO4 dan 3,6325 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O.

pH = 8,00. Komposisi: 3,464 g asam borat H3BO3, 1,117 g natrium hidroksida NaOH dan 0,805 g asam klorida HCl.

pH = 9,00. Komposisi: 1,546 g asam borat H3BO3, 1,864 g kalium klorida, KCl dan 0,426 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 10,00. Komposisi: 1,546 g asam borat H3BO3, 1,864 g kalium klorida KCl dan 0,878 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 11.00. Komposisi: 2,225 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dan 0,068 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 12.00. Komposisi: 2,225 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dan 0,446 g natrium hidroksida NaOH.

pH = 13,00. Komposisi: 1,864 g kalium klorida KCl dan 0,942 g natrium hidroksida NaOH.

Penyimpangan nilai pH nominal mencapai ±0,02 untuk larutan pada pH 1 hingga 10 dan ±0,05 pada pH 11 hingga 13. Akurasi ini cukup memadai untuk kerja praktek.

Untuk mengatur pH meter, digunakan larutan buffer standar dengan nilai pH yang tepat.

1. Larutan buffer asetat dengan pH=4,62: 6,005 g asam asetat CH3COOH dan 8,204 g natrium asetat CH3COONa dalam 1 liter larutan.

2. Larutan buffer fosfat dengan pH=6,88: 4,450 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dan 3,400 g kalium dihidrogen fosfat KH2PO4 dalam 1 liter larutan.

3. Larutan buffer borat dengan pH=9,22: 3,81 g natrium tetraborat Na2B4O7-10H2O dalam 1 liter larutan.

4. Larutan buffer fosfat dengan pH=11,00: 4,450 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dan 0,136 g natrium hidroksida NaOH dalam 1 liter larutan.

Untuk menyiapkan larutan buffer untuk analisis agrokimia dan biokimia dengan nilai pH 1,1 hingga 12,9 dengan interval 0,1 digunakan 7 larutan stok basa.

Solusi 1. Larutkan 11,866 g natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dalam air dan encerkan dalam labu takar dengan air hingga 1 liter (konsentrasi larutan 1/15 M).

Solusi 2. Larutkan 9,073 kalium dihidrogen fosfat KH2PO4 dalam 1 liter air dalam labu takar (konsentrasi 1/15 M).

Solusi 3. Larutkan 7,507 g glikol (asam aminoasetat) NH2CH2COOH dan 5,84 g natrium klorida NaCl dalam 1 liter air dalam labu takar. Dari larutan ini dengan mencampurkannya dengan 0,1 N. larutan buffer dengan pH 1,1 hingga 3,5 dibuat dengan larutan HCl; dicampur dengan 0,1 N. Larutan NaOH digunakan untuk membuat larutan dengan pH 8,6 hingga 12,9.

Solusi 4. Larutkan 21,014 g asam sitrat C6H8O7-H2O dalam air, tambahkan 200 ml 1 N ke dalam larutan. Larutan NaOH dan encerkan hingga 1 liter dengan air dalam labu takar. Dengan mencampurkan larutan ini dengan 0,1 N. larutan buffer dengan pH 1,1 hingga 4,9 dibuat menggunakan larutan HCl; dicampur dengan 0,1 N. Larutan buffer dengan pH 5,0 hingga 6,6 dibuat menggunakan larutan NaOH.

Solusi 5. Larutkan 12,367 g asam borat H3BO3 dalam air, tambahkan 100 ml 1 N. Larutan NaOH dan encerkan dengan air hingga 1 liter dalam labu takar. Dengan mencampurkan larutan ini dengan 0,1 N. larutan buffer dengan pH 7,8 hingga 8,9 dibuat dengan larutan HCl; dicampur dengan 0,1 N. Larutan buffer dengan pH 9,3 hingga 11,0 dibuat menggunakan larutan NaOH.

Solusi 6. Siapkan tepat 0,1 N. larutan HCl;

Solusi 7. Siapkan tepat 0,1 N. larutan NaOH; Untuk menyiapkan larutan, air suling direbus selama 2 jam untuk menghilangkan CO2. Selama penyimpanan, larutan dilindungi dari masuknya CO2 dari udara dengan tabung kalsium klorida.

Dalam beberapa larutan, jamur berkembang selama penyimpanan; untuk mencegah hal ini, tambahkan beberapa tetes timol ke dalam larutan sebagai pengawet. Untuk menyiapkan larutan buffer dengan pH yang diperlukan, larutan yang ditunjukkan dicampur dalam perbandingan tertentu (Tabel 5). Volume diukur menggunakan buret berkapasitas 100,0 ml. Semua nilai pH larutan buffer dalam tabel diberikan pada suhu 20 °C.

Reagen tingkat kimia digunakan untuk menyiapkan larutan awal. Natrium hidrogen fosfat Na2HPO4-2H2O dipra-kristalisasi dua kali. Selama rekristalisasi kedua, suhu larutan tidak boleh melebihi 90 °C. Sediaan yang dihasilkan sedikit dibasahi dan dikeringkan dalam termostat pada suhu 36 °C selama dua hari. Kalium dihidrogen fosfat KH2PO4 juga direkristalisasi dua kali dan dikeringkan pada suhu 110-120 °C. Natrium klorida NaCl direkristalisasi dua kali dan dikeringkan pada suhu 120 °C. Asam sitrat C6H8O7-H2O direkristalisasi dua kali. Selama rekristalisasi kedua, suhu larutan tidak boleh melebihi 60 °C. Asam borat H3BO3 direkristalisasi dua kali dari air mendidih dan dikeringkan pada suhu tidak melebihi 80 °C.

Nilai pH dipengaruhi oleh suhu larutan buffer. Di meja Gambar 6 menunjukkan penyimpangan pH tergantung pada suhu larutan buffer standar.

Untuk menciptakan pH tertentu dalam larutan yang dianalisis selama titrasi kompleksometri, digunakan larutan buffer dengan komposisi berikut.

pH = 1. Asam klorida, 0,1 N. larutan.

pH = 2. Campuran glikol NH2-CH2-COOH dan garam asam kloridanya NH2-CH2-COOH-HCl. Glikol padat (0,2-0,3 g) ditambahkan ke 100 ml larutan garam asam klorida.

pH = 4-6,5. Campuran asetat 1 N. larutan natrium asetat dan 1 N. larutan asam asetat. Solusinya dicampur sebelum digunakan dalam volume yang sama.

pH = 5. Campuran larutan 27,22 g kristal natrium asetat dan 60 ml 1 N. Larutan HCl diencerkan hingga 1 liter dengan air.

pH = 5,5. Campuran asetat. Larutkan 540 g natrium asetat dalam air dan encerkan hingga 1 liter. Ke dalam larutan yang dihasilkan tambahkan 500 ml 1 N. larutan asam asetat.

pH = 6,5-8. Trietanolamin dan garam asam kloridanya. Campurkan larutan 1 M trietanolamina N(C2H4OH)3 dan larutan HCl 1 M dalam volume yang sama sebelum digunakan.

pH = 8,5-9,0. Campuran amonia-asetat. Tambahkan 300 ml asam asetat glasial ke dalam 500 ml amonia pekat dan encerkan dengan air hingga 1 liter.

pH = 9. Campuran borat. Campurkan 100 ml larutan asam borat 0,3 M dengan 45 ml larutan asam borat 0,5 N. larutan soda kaustik.

pH = 8-11. Amonia adalah amonium klorida. Campurkan 1 N. larutan NH4OH dan 1 N. Larutan NH4Cl dalam volume yang sama sebelum digunakan.

pH = 10. Ke dalam 570 ml larutan amonia pekat, tambahkan 70 g amonium klorida dan encerkan dengan air hingga 1 liter.

pH = 11-13. Soda kaustik, 0,1 N. larutan.

Saat menentukan kesadahan air secara kompleks secara kompleks, tablet penyangga berwarna abu-abu coklat digunakan, dibuat bersama dengan indikator (eriochrome black T). Ke dalam sampel air (100 ml), cukup menambahkan beberapa tetes larutan natrium sulfida (untuk menutupi logam berat), dua tablet buffer dan 1 ml amonia pekat. Setelah tablet larut, larutan berubah menjadi merah; dititrasi dengan larutan EDTA 0,02 M sampai warna hijau stabil. 1 ml larutan EDTA 0,02 M setara dengan 0,02 eq/l kesadahan air. Diproduksi di GDR.

pengukuran pH

Untuk menentukan pH larutan, reagen khusus digunakan - indikator, serta perangkat - pengukur pH (penentuan pH secara elektrometri).

Penentuan indikator pH. Paling sering dalam praktik analitik, pH larutan ditentukan kira-kira menggunakan kertas indikator reaktif (dalam kisaran 0,5-2,0 unit pH). Dengan menggunakan kertas indikator universal, Anda dapat menentukan pH dengan lebih akurat (dalam kisaran 0,2-0,3 unit pH). Di meja Gambar 7 dan 8 menunjukkan data pada kertas indikator reaktif dan universal.

Transisi warna kertas indikator universal diberikan dalam tabel. 8 dan 9. Warna antara yang dihasilkan dibandingkan dengan skala perbandingan terlampir dan nilai pH larutan uji ditentukan darinya. Kertas indikator dapat digunakan untuk menentukan pH larutan berair dengan konsentrasi garam rendah dan tanpa adanya zat pengoksidasi kuat. Setelah ditentukan pH menggunakan kertas indikator universal dengan rentang pH 1,0-11,0 atau 0-12, hasilnya diperjelas menggunakan kertas Rifan dengan rentang pH lebih sempit.

Pengukuran pH elektrometrik. Metode ini berguna untuk mengukur pH larutan berwarna, yang secara praktis tidak mungkin dilakukan. Untuk pengukuran, digunakan instrumen - pH meter dengan elektroda kaca, yang biasanya menggantikan elektroda hidrogen. Sangat jarang, elektroda antimon atau quinhydrone digunakan untuk tujuan ini.

Elektroda kaca digunakan untuk menentukan pH larutan yang mengandung logam berat, zat pengoksidasi dan zat pereduksi, serta larutan koloid dan emulsi. Penentuan pH dengan elektroda kaca didasarkan pada perubahan ggl. unsur yang bersifat reversibel terhadap ion hidrogen.

Potensi permukaan kaca bersentuhan dengan larutan asam bergantung pada pH larutan. Properti kaca ini digunakan dalam elektroda kaca - indikator pH. Elektroda kaca biasanya berbentuk tabung reaksi yang bagian bawahnya dibuat berupa pelat kaca berdinding tipis atau berbentuk bola dengan tebal dinding tidak lebih dari 0,01 mm. Larutan buffer yang pHnya diketahui dituangkan ke dalam elektroda kaca dan dimasukkan ke dalam larutan uji.

Elektroda kalomel digunakan sebagai elektroda referensi. Elektroda ini berupa bejana berisi merkuri di bagian bawah, dihubungkan ke sirkuit dengan kawat platina. Di atas merkuri terdapat pasta kalomel dengan kristal KCl, dan di atasnya terdapat larutan jenuh KCl dan kalomel (Hg2Cl2). Kontak elektroda dengan larutan uji terjadi melalui serat asbes tipis. Elektroda referensi kalomel dapat digunakan untuk pengukuran pH pada suhu tidak melebihi 60 °C; PH larutan yang mengandung fluorida tidak dapat diukur.

pH meter selalu diperiksa dan diatur menggunakan larutan buffer yang pH-nya mendekati pH larutan yang diuji. Misalnya untuk mengukur pH dalam rentang 2 hingga 6, siapkan larutan buffer Serensen dengan pH = 3 atau 4, atau gunakan larutan buffer standar dengan pH = 4,62.

Dalam praktik laboratorium, pH meter LPU-01 digunakan untuk mengukur pH, yang dirancang untuk menentukan pH larutan pada kisaran -2 hingga 14 dengan kisaran 4 satuan pH: -2-2; 2-4; 6-10; 10-14. Sensitivitas perangkat adalah 0,01 pH. Mereka juga menggunakan pH meter laboratorium khusus LPS-02; pH meter tipe PL-U1 dan pH meter portabel-milivoltmeter PPM-03M1.

Konverter industri dengan akurasi yang ditingkatkan adalah pengukur pH tipe pH-261, yang dimaksudkan untuk mengukur pH larutan dan pulp. Dalam kondisi lapangan, pH meter pH-47M digunakan untuk mengukur pH larutan berair; untuk mengukur pH ekstrak tanah garam - pH meter PLP-64; Untuk susu dan produk susu, digunakan pH meter pH-222-2. Pengerjaan dengan pH meter dilakukan sesuai dengan instruksi yang disertakan dengan masing-masing perangkat.

NILAI HIDROGEN (PH). Salah satu sifat terpenting larutan berair adalah keasaman (atau alkalinitasnya), yang ditentukan oleh konsentrasi ion H + dan OH – ( cm. DISOSIASI ELEKTROLITIK. ELEKTROLIT). Konsentrasi ion-ion ini dalam larutan air dihubungkan dengan hubungan sederhana = KE w ; (tanda kurung siku biasanya menunjukkan konsentrasi dalam satuan mol/l). Besaran Kw disebut produk ionik air dan konstan pada suhu tertentu. Jadi, pada 0 o C sama dengan 0,11 H 10 –14, pada 20 o C – 0,69 H 10 –14, dan pada 100 o C – 55,0 H 10 –14. Arti yang paling umum digunakan adalah K w pada 25 o C, yang setara dengan 1,00H 10 –14. Dalam air yang benar-benar murni, yang bahkan tidak mengandung gas terlarut, konsentrasi ion H+ dan OH – adalah sama (larutannya netral). Dalam kasus lain, konsentrasi ini tidak sama: dalam larutan asam, ion H + mendominasi, dalam larutan basa, ion OH – mendominasi. Tetapi produk mereka dalam larutan air apa pun adalah konstan. Oleh karena itu, jika konsentrasi salah satu ion tersebut ditingkatkan, konsentrasi ion lainnya akan berkurang dengan jumlah yang sama. Jadi, dalam larutan asam lemah yang = 10 –5 mol/l, = 10 –9 mol/l, dan produknya masih sama dengan 10 –14. Demikian pula, dalam larutan basa pada = 3.7H 10 –3 mol/l = 10 –14 /3.7H 10 –3 = 2.7H 10 –11 mol/l.

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa keasaman suatu larutan dapat dinyatakan secara jelas dengan menunjukkan konsentrasi hanya ion hidrogen di dalamnya. Misalnya, dalam air murni = 10 –7 mol/l. Dalam praktiknya, tidak nyaman untuk mengoperasikan angka-angka seperti itu. Selain itu, konsentrasi ion H+ dalam larutan dapat berbeda ratusan triliun kali lipat - dari sekitar 10–15 mol/l (larutan alkali kuat) hingga 10 mol/l (asam klorida pekat), yang tidak dapat digambarkan pada gambar mana pun. grafik. Oleh karena itu, telah lama disepakati bahwa untuk konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan, hanya eksponen 10, yang diambil dengan tanda sebaliknya, yang harus dicantumkan; Untuk melakukan ini, konsentrasi harus dinyatakan dalam pangkat 10x, tanpa pengali, misalnya 3,7H 10 –3 = 10 –2,43. (Untuk perhitungan yang lebih akurat, terutama dalam larutan pekat, aktivitasnya digunakan sebagai pengganti konsentrasi ion.) Eksponen ini disebut eksponen hidrogen, dan disingkat pH - dari sebutan hidrogen dan kata Jerman Potenz - derajat matematika. Jadi, menurut definisi, pH = –log[H + ]; nilai ini dapat bervariasi dalam batas kecil – hanya dari –1 hingga 15 (dan lebih sering – dari 0 hingga 14). Dalam hal ini, perubahan konsentrasi ion H+ sebesar 10 kali sama dengan perubahan pH sebesar satu satuan. Penunjukan pH mulai digunakan secara ilmiah pada tahun 1909 oleh ahli kimia fisik dan biokimia Denmark S.P.L. Sørensen, yang pada saat itu sedang mempelajari proses yang terjadi selama fermentasi bir malt dan ketergantungannya pada keasaman medium.

Pada suhu kamar dalam larutan netral pH = 7, dalam larutan asam pH< 7, а в щелочных рН >7. Perkiraan nilai pH suatu larutan berair dapat ditentukan dengan menggunakan indikator. Misalnya metil jingga pada pH< 3,1 имеет красный цвет, а при рН >4.4 – kuning; lakmus pada pH< 6,1 красный, а при рН >8 – biru, dll. Lebih akurat (hingga seperseratus pecahan) nilai pH dapat ditentukan menggunakan perangkat khusus - pH meter. Perangkat tersebut mengukur potensi listrik dari elektroda khusus yang direndam dalam larutan; potensi ini bergantung pada konsentrasi ion hidrogen dalam larutan dan dapat diukur dengan akurasi tinggi.

Menarik untuk membandingkan nilai pH larutan berbagai asam, basa, garam (pada konsentrasi 0,1 mol/l), serta beberapa campuran dan benda alam. Untuk senyawa yang sukar larut yang ditandai dengan tanda bintang, pH larutan jenuhnya diberikan.

Tabel ini memungkinkan kita untuk membuat sejumlah pengamatan menarik. Nilai pH, misalnya, langsung menunjukkan kekuatan relatif asam dan basa. Perubahan kuat pada lingkungan netral akibat hidrolisis garam yang dibentuk oleh asam dan basa lemah, serta selama disosiasi garam asam, juga terlihat jelas.

Air alami selalu mempunyai reaksi asam (pH< 7) из-за того, что в ней растворен углекислый газ; при его реакции с водой образуется кислота: СО 2 + Н 2 О « Н + + НСО 3 2– . Если насытить воду углекислым газом при атмосферном давлении, рН полученной «газировки» будет равен 3,7; такую кислотность имеет примерно 0,0007%-ный раствор соляной кислоты – желудочный сок намного кислее! Но даже если повысить давление CO 2 над раствором до 20 атм, значение pH не опускается ниже 3,3. Это значит, что газированную воду (в умеренных количествах, конечно) можно пить без вреда для здоровья, даже если она насыщена углекислым газом.

Nilai pH tertentu sangat penting bagi kehidupan organisme hidup. Proses biokimia di dalamnya harus terjadi pada keasaman yang ditentukan secara ketat. Katalis biologis - enzim hanya dapat bekerja dalam batas pH tertentu, dan bila melebihi batas tersebut, aktivitasnya dapat menurun tajam. Misalnya, aktivitas enzim pepsin, yang mengkatalisis hidrolisis protein dan dengan demikian mendorong pencernaan makanan berprotein di lambung, maksimum pada nilai pH sekitar 2. Oleh karena itu, untuk pencernaan yang normal diperlukan getah lambung. memiliki nilai pH yang cukup rendah: biasanya 1,53–1. Pada tukak lambung, pH turun rata-rata menjadi 1,48, dan pada tukak duodenum bahkan bisa mencapai 105. Nilai pH pasti sari lambung ditentukan dengan pemeriksaan intragastrik (pemeriksaan pH). Jika seseorang memiliki keasaman rendah, dokter mungkin akan meresepkan larutan asam klorida lemah dengan makanan, dan jika keasamannya tinggi, minumlah antasida, misalnya magnesium atau aluminium hidroksida. Menariknya, jika Anda minum jus lemon, keasaman jus lambung… akan menurun! Memang benar, larutan asam sitrat hanya akan mengencerkan asam klorida kuat yang terkandung dalam sari lambung.

Di dalam sel tubuh pHnya sekitar 7, di cairan ekstraseluler 7,4. Ujung saraf yang berada di luar sel sangat sensitif terhadap perubahan pH. Ketika kerusakan mekanis atau termal terjadi pada jaringan, dinding sel hancur dan isinya mencapai ujung saraf. Akibatnya, orang tersebut merasakan sakit. Peneliti Skandinavia Olaf Lindahl melakukan percobaan berikut: menggunakan injektor khusus tanpa jarum, aliran larutan yang sangat tipis disuntikkan melalui kulit seseorang, yang tidak merusak sel, tetapi bekerja pada ujung saraf. Telah terbukti bahwa kation hidrogenlah yang menyebabkan rasa sakit, dan ketika pH larutan menurun, rasa sakitnya semakin parah. Demikian pula, larutan asam format, yang disuntikkan di bawah kulit dengan cara menyengat serangga atau jelatang, secara langsung “bekerja pada saraf”. Nilai pH jaringan yang berbeda juga menjelaskan mengapa seseorang merasakan sakit pada beberapa peradangan, dan tidak pada peradangan lainnya.

Menariknya, menyuntikkan air bersih ke bawah kulit menimbulkan rasa sakit yang sangat parah. Fenomena yang sekilas aneh ini dijelaskan sebagai berikut: ketika sel bersentuhan dengan air bersih akibat tekanan osmotik, sel pecah dan isinya mempengaruhi ujung saraf.

Nilai pH darah harus tetap dalam batas yang sangat sempit; bahkan sedikit pengasaman (asidosis) atau alkalisasi (alkalosis) dapat menyebabkan kematian organisme. Asidosis diamati pada penyakit seperti bronkitis, kegagalan peredaran darah, tumor paru-paru, pneumonia, diabetes, demam, kerusakan ginjal dan usus. Alkolosis diamati dengan hiperventilasi paru-paru (atau dengan menghirup oksigen murni), dengan anemia, keracunan CO, histeria, tumor otak, konsumsi berlebihan soda kue atau air mineral alkali, dan penggunaan obat diuretik. Menariknya, pH darah arteri biasanya berada pada kisaran 7,37–7,45, dan pH darah vena – 7,34–7,43. Berbagai mikroorganisme juga sangat sensitif terhadap keasaman lingkungan. Dengan demikian, mikroba patogen berkembang dengan cepat dalam lingkungan yang sedikit basa, sedangkan mikroba patogen tidak dapat bertahan dalam lingkungan yang asam. Oleh karena itu, untuk mengawetkan (mengawetkan, mengasinkan) produk, biasanya digunakan larutan asam, menambahkan cuka atau asam makanan ke dalamnya. Pemilihan pH yang tepat juga sangat penting untuk proses teknologi kimia.

Mempertahankan nilai pH yang diinginkan dan mencegahnya agar tidak menyimpang ke satu arah atau lainnya ketika kondisi berubah, dimungkinkan dengan menggunakan apa yang disebut larutan buffer (dari bahasa Inggris buff - soft shocks). Larutan tersebut seringkali merupakan campuran asam lemah dan garamnya atau basa lemah dan garamnya. Larutan tersebut “menolak”, dalam batas tertentu (disebut kapasitas buffer), mencoba mengubah pH-nya. Misalnya, jika Anda mencoba sedikit mengasamkan campuran asam asetat dan natrium asetat, maka ion asetat akan mengikat kelebihan ion H+ menjadi asam asetat yang sedikit terdisosiasi, dan pH larutan tidak akan banyak berubah (ada banyak ion asetat. dalam larutan buffer, karena terbentuk sebagai hasil disosiasi sempurna natrium asetat). Sebaliknya, jika sedikit basa dimasukkan ke dalam larutan tersebut, kelebihan ion OH – akan dinetralkan oleh asam asetat dengan tetap mempertahankan nilai pH. Larutan buffer lainnya bertindak dengan cara yang sama, masing-masing larutan mempertahankan nilai pH tertentu. Larutan garam asam dari asam fosfat dan asam organik lemah - oksalat, tartarat, sitrat, ftalat, dll. juga memiliki efek buffering. Nilai pH spesifik larutan buffer bergantung pada konsentrasi komponen buffer. Jadi, buffer asetat memungkinkan Anda mempertahankan pH larutan pada kisaran 3,8–6,3; fosfat (campuran KH 2 PO 4 dan Na 2 HPO 4) - pada kisaran 4,8 - 7,0, borat (campuran Na 2 B 4 O 7 dan NaOH) - pada kisaran 9,2-11, dst.

Banyak cairan alami memiliki sifat buffering. Contohnya adalah air laut, yang sifat penyangganya sebagian besar disebabkan oleh karbon dioksida terlarut dan ion bikarbonat HCO 3 -. Sumber yang terakhir, selain CO 2, adalah sejumlah besar kalsium karbonat dalam bentuk cangkang, sedimen kapur dan batu kapur di lautan. Menariknya, aktivitas fotosintesis plankton, salah satu pemasok utama oksigen ke atmosfer, menyebabkan peningkatan pH lingkungan. Hal ini terjadi sesuai dengan asas Le Chatelier akibat adanya pergeseran kesetimbangan pada saat penyerapan karbon dioksida terlarut: 2H + + CO 3 2 – “ H + + HCO 3 – “ H 2 CO 3 “ H 2 O + CO 2. Ketika CO 2 + H 2 O + hv ® 1/n(CH 2 O) n + O 2 dikeluarkan dari larutan selama fotosintesis, kesetimbangan bergeser ke kanan dan lingkungan menjadi lebih basa. Di dalam sel tubuh, hidrasi CO 2 dikatalisis oleh enzim karbonat anhidrase.

Cairan seluler dan darah juga merupakan contoh larutan buffer alami. Jadi, darah mengandung sekitar 0,025 mol/l karbon dioksida, dan kandungannya pada pria kira-kira 5% lebih tinggi dibandingkan pada wanita. Konsentrasi ion bikarbonat dalam darah kira-kira sama (pada pria juga lebih banyak).

Saat menguji tanah, pH adalah salah satu karakteristik terpenting. Tanah yang berbeda dapat memiliki pH dari 4,5 hingga 10. Nilai pH, khususnya, dapat digunakan untuk menilai kandungan nutrisi tanah, serta tanaman mana yang dapat tumbuh dengan sukses di tanah tertentu. Misalnya, pertumbuhan kacang-kacangan, selada, dan blackcurrant terhambat jika pH tanah di bawah 6,0; kubis – di bawah 5,4; pohon apel – di bawah 5,0; kentang - di bawah 4,9. Tanah masam umumnya kurang kaya akan unsur hara karena kurang mampu mempertahankan kation logam yang dibutuhkan tanaman. Misalnya, ion hidrogen yang masuk ke dalam tanah menggantikan ion Ca 2+ yang terikat dari tanah. Dan ion aluminium yang dipindahkan dari batuan tanah liat (aluminosilikat) dalam konsentrasi tinggi bersifat racun bagi tanaman pertanian.

Untuk mendeoksidasi tanah masam, pengapuran digunakan - menambahkan zat yang secara bertahap mengikat kelebihan asam. Zat tersebut dapat berupa mineral alami - kapur, batu kapur, dolomit, serta kapur, terak dari tanaman metalurgi. Jumlah deoxidizer yang diberikan tergantung pada kapasitas penyangga tanah. Misalnya pengapuran tanah liat membutuhkan lebih banyak zat deoksidasi dibandingkan tanah berpasir.

Yang sangat penting adalah pengukuran pH air hujan, yang bisa menjadi sangat asam karena adanya asam sulfat dan nitrat di dalamnya. Asam ini terbentuk di atmosfer dari nitrogen dan sulfur (IV) oksida, yang dikeluarkan bersama limbah dari berbagai industri, transportasi, rumah boiler, dan pembangkit listrik tenaga panas. Diketahui bahwa hujan asam dengan nilai pH rendah (kurang dari 5,6) merusak vegetasi dan kehidupan perairan. Oleh karena itu, pH air hujan terus dipantau.

Ilya Leenson