Odczyn roztworu
Skala pH

Rozpuszczalniki polarne mają zdolność do samo-jonizacji (autojonizacji).
Oznacza to, że cząsteczki tych rozpuszczalników mogą reagować ze sobą
tworząc odpowiednie kationy i aniony.
Dla wody proces autodysocjacji można opisać równaniem:

                    

W wyniku tej reakcji powstaje

jon hydroniowy

oraz

jon hydroksylowy

(wodorotlenowy)

Jon hydroniowy można traktować jako kation wodorowy (zjonizowany
atom wodoru – proton) solwatowany jedną cząsteczką wody

Reakcję można uprościć odejmując jedną cząsteczkę
wody:                        











OH

O

H

O

H

O

H

3

2

2









OH

H

O

H

2

Iloczynem jonowym wody nazywamy iloczyn stężeń molowych
jonów wodorowych (hydroniowych) i jonów hydroksylowych. 
W temperaturze pokojowej (20

0

C ) i pod ciśnieniem

atmosferycznym (1013 hPa)iloczyn ten wynosi 10

-14

3

7

3

14

3

14

-

3

16

-

mola/dm

10

1

mola/dm

10

1

]

[H

mola/dm

10

1

dm

55,56mola/

10

1,8

[OH

]

[H





































]

O]

[H

K

]

][OH

[H

2

Dla czystej wody stężenie jonów wodorowych jest równe
stężeniu jonów hydroksylowych:

3

dm

mol

7

10

]

[OH

]

[H











Operowanie liczbami rzędu 10

-7

jest kłopotliwe, dlatego wprowadzono

tzw. wykładnik stężenia jonów wodorowych.

Wykładnik stężenia jonów wodorowych pH jest to ujemny logarytm
dziesiętny stężenia kationów wodorowych, wyrażonego w mol/dm

3

Wykładnik stężenia jonów wodorowych pH jest to ujemny logarytm
dziesiętny stężenia kationów wodorowych, wyrażonego w mol/dm

3

pH to wartość wykładnika potęgi ze znakiem ujemnym, do której należy
podnieść liczbę 10, aby uzyskać stężenie jonów wodorowych.

]

log[H

pH







]

log[OH

pOH







Logarytmując równanie iloczynu jonowego wody otrzymujemy:

14

pOH

pΗ





Roztwór obojętny to taki, który zawiera równe ilości jonów
wodorowych (hydroniowych) i wodorotlenowych (identyczne
stężenia).

[OH

-

] = [H

3

O

+

]

pH < 7

w roztworach kwaśnych

pH = 7

w roztworach obojętnych

pH >7

w roztworach zasadowych

Graficzny wykres zależności między pH a stężeniem jonów

wodorowych i hydroksylowych

Przykłady

? Oblicz stężenie jonów wodorowych i wodorotlenowych w 0,001
molowym roztworze KOH. Oblicz pH roztworu
Dane:
Cm = 0,001 mol/dm

3

Dla mocnych elektrolitów, rozcieńczonych elektrolitów przyjmujemy α=1
KOH -- > K

+

+ OH

-

3

11

3

3

3

mol/dm

10

]

O

[H

11

3

14

pH

3

pOH

mol/dm

10

]

[OH























? Oblicz pH 0,01 molowego kwasu solnego
Dane:
Cm = 0,01 mol/dm

3











Cl

O

H

O

H

HCl

3

2

HCl jest mocnym kwasem, więc α=1
Cm = 10

-2

mol/dm

3

→ pH = 2

Wskaźniki ( indykatory )

substancje zmieniające barwę w

zależności od odczynu roztworu. Służą do orientacyjnego badania pH

Fenoloftaleina
Wskaźnik uniwersalny
Oranż metylowy
Błękit bromotymolowy
Lakmus
Wywar z czerwonej kapusty
Esencja herbaciana
Sok z jagód

Papierki uniwersalne są nasączone mieszaniną różnych wskaźników.
Każdej wartości pH odpowiada inne zabarwienie papierka. Dołączony
jest wzorzec z zabarwieniem dla każdej wartości pH.

Odczyn  roztworu jest cechą roztworu określającą, 
czy w roztworze znajduje się nadmiar 
kationów wodorowych (odczyn jest kwaśny), 
nadmiar anionów wodorotlenkowych oznacza, że 
odczyn jest zasadowy, czy są one w  równowadze,
wówczas odczyn jest obojętny.

pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14

Odczyn kwaśny

Odczyn
zasadowy

Odczyn
obojętny

Zmiany zabarwienia wskaźnika uniwersalnego

Wskaźnik

Śr . kwasowe

Śr obojętne

Śr zasadowe

fenoloftaleina

bezbarwna

bezbarwna

malinowa pH> 8,3

Wskaźnik uniwersalny

Czerwień -
pomarańcz

żółty

Zielony - niebieski

Oranż metylowy

czerwona

jasno-
pomarańczowa

żółta

Błękit bromotymolowy
( 6 – 7,6 PH)

czerwona

żółta

niebieska

Lakmus
(Zakres zmiany barwy pH
5-8)

czerwona

fioletowa

niebieska

Wywar z czerwonej kapusty czerwona

fioletowo -
niebieska

Słabo zasadowy -
barwa zielona

Silnie zasadowy -
barwa żółta

Esencja herbaciana

barwę jasno - żółta
pH< 5,5

jasno - brązowa

Ciemno - brązowa
pH> 7,5

Sok z jagód

czerwona

bez zmian

ciemno - zielona

Elektrochemiczny pomiar pH – pH-metry

Większość pH-metrów to w istocie mierniki potencjału, w których pH
ustala się na podstawie pomiaru siły elektromotorycznej (SEM) ogniwa
utworzonego z elektrody wskaźnikowej (zanurzonej w roztworze
badanym) i elektrody porównawczej (zanurzonej w roztworze wzorcowym
o znanym pH).
Ogniwa te są zwykle połączone z elektronicznym woltomierzem o dużej
czułości, który automatycznie przelicza zmierzony SEM ogniwa na skalę
pH
W pomiarze tym wykorzystuje się  liniową zależność potencjału
niektórych elektrod, od pH roztworu. Zależność ta wynika z równania
Nernsta

Zależność potencjału elektrody wodorowej
od pH.

Odczyn

to cecha roztworu zależna od

stężenia jonów wodorowych.



[H

+

] > [OH

-

] odczyn kwaśny



[H

+

] = [OH

-

] odczyn obojętny



[H

+

] < [OH

-

] odczyn zasadowy

Odczyn
kwaśny

Odczyn
obojętny

Odczyn
zasadowy

Wskaźniki ( indykatory )

substancje zmieniające barwę w zależności
od odczynu



Fenoloftaleina



Wskaźnik uniwersalny



Oranż metylowy



Błękit bromotymolowy



Lakmus



Wywar z czerwonej kapusty



Esencja herbaciana



Sok z jagód



dalej

Barwa fenoloftaleiny w
zależności od odczynu

Odczyn
kwaśny

Odczyn
obojętn
y

Odczyn
zasadowy



powrót

Barwa wskaźnika
uniwersalnego
w zależności od odczynu



powrót



Odczyn
kwaśny



Odczyn
obojętny



Odczyn
zasadowy

Barwa oranżu metylowego w
zależności od odczynu



0dczy
n
kwaśn
y



Odczyn
obojętny



Odczyn
zasadowy



powrót

Barwa błękitu tymolowego w
zależności od odczynu



Odczyn
kwaśny



Odczyn
obojętny



Odczyn
zasadowy



powrót

Barwa lakmusu w zależności
od odczynu



Odczyn
kwaśny



Odczyn
obojętny



Odczyn
zasadowy



powrót

Barwa wywaru z czerwonej
kapusty w zależności od
odczynu



Odczyn
kwaśny



Odczyn
obojętny



Odczyn
zasadow
y



powrót

Barwa herbaty w zależności od
odczynu roztworu



Odczyn
kwaśny



Odczyn
obojętny



Odczyn
zasadowy



powrót

Barwa soku z jagód w
zależności od odczynu
roztworu



Odczyn
kwaśny



Odczyn
obojętny



Odczyn
zasadowy



powrót

PLAN PREZENTACJI



Odczyn roztworów, barwa wskaźników



Skala pH



Zależność między skalą pH, a odczynem
roztworu



Znaczenie skali pH

Wykładnikiem stężenia jonów wodorowych jest
skala pH

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14

Na skali
zaznaczono
wartości pH



Wprowadzona w 1909 roku przez duńskiego
fizykochemika Petera Soerensena. Przyjmuje wartości
od 0-14.

Zależność między skalą pH,
a odczynem roztworu

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 1

1

12 13 14

Odczyn kwaśny

Odczyn
obojętny

Odczyn
zasadowy

Znaczenie skali pH



w medycynie (pH krwi zdrowego człowieka
wynosi 7,4 spadek poniżej 6,8 lub wzrost
powyżej 8 powoduje skutki śmiertelne)



W rolnictwie (pH gleby przy uprawie
ziemniaków wynosi 4,5 - 6, ogórków 5,5 - 6,5)



W ogrodnictwie (pH gleby dla drzew
owocowych wynosi 6,5 - 7,7)



W hodowli ryb(większość gatunków pH 6,4 - 7)

Podsumowanie



Odczyn to cecha roztworu zależna od stężenia
jonów wodorowych



Skala pH jest ściśle związana z odczynem
roztworu



pH 0-7 – odczyn kwaśny



pH=7 – odczyn obojętny



pH 7-14 - odczyn zasadowy



Do określenia pH służą wskaźniki chemiczne



Znajomość pH wykorzystywana jest w
medycynie, rolnictwie, ogrodnictwie i hodowli
ryb.