| Data wykonania: 23.03.2010r. | 
 | Dr inż. Magdalena Frańska | 
| Data oddania: 30.03.2010r. | Ćw. Nr 1; Skala pH | Ocena: | 
I. Wstęp teoretyczny:
W chemii mamy kilka teorii dotyczących tego co jest kwasem, a co zasadą. Oto kilka z nich:
I. teoria Brönsteda- teoria ta głosi, że zasadą jest substancja mogąca przyłączyć protony a kwasem substancja je oddająca. Kwas oddający proton przechodzi w sprzężoną z nim zasadę.
II. teoria Arrhemiusa- według tej teorii kwasem jest cząsteczka która odczepia jony H+ a zasada odczepia jony OH-
III. teoria Usanowicza- kwasem nazywamy substancję zdolną do tworzenia soli, odszczepiającą jony H+ i przyjmującą protony, zaś zasadą substancję zobojętniającą kwasy, odszczepiającą jony OH- lub oddającą elektrony
Cząsteczki wody wykazują w zależności od środowiska (kwasowego lub zasadowego) zdolności pobierania lub oddawania protonów, natomiast w zupełnie czystej wodzie (bez kwasu lub zasady) ulega w bardzo małym stopniu dysocjacji:
H2O+ H2O H3O++OH-
W temperaturze 25oC stała równowagi wody wynosi 1,8*10-16, można ją obliczyć ze wzoru:

W każdym roztworze H2O jest stałość iloczynu stężeń jonów wodorowych i wodorotlenowych (dużo mniejsza od stężenia wody) równa iloczynowi jonowemu wody. Stężenie obu jonów w czystej wodzie wynosi 10-7mol/dm3. Ponieważ wartość iloczynu jonowego wody pozostaje stała w stałej temperaturze, wprowadzeniu do roztworu jonów H+ i towarzyszy zmniejszenie stężenia jonów OH-. Analogicznie wzrost stężenia jonów OH- odbywa się kosztem zmniejszenia stężenia jonów H+ .
Ponieważ operowanie liczbami typu 10-7 jest dość kłopotliwe Soerensen wprowadził tzw. skalę pH i określił jako ujemny logarytm stężenia jonów wodorowych:
pH= - log[H3O+]
II. Przebieg i opracowanie ćwiczenia.
Po rozcieńczeniu 0.1 M HCl do stężeń 0.01M, 0.001M i 0.0001M zmierzyliśmy jego pH. To samo zrobiliśmy z NaOH i CH3COOH. Oto wyniki:
| Cm HCl: | 0,1 | 0,01 | 0,001 | 0,0001 | 0,00001 | 
| pH: | 2,00 | 3,00 | 7,40 | 7,40 | 7,80 | 
| pH teoretyczne: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 
pH teoretyczne dla HCl:
Cm = 0,1 M Cm = 0,01 M
pH = - log [H+] pH = - log [H+]
pH = -log(10-1) pH = -log(10-2)
pH = 1 pH = 2
Cm = 0,001 M Cm = 0,0001 M
pH = - log [H+] pH = - log [H+]
pH = -log(10-3) pH = -log(10-4)
pH = 3 pH = 4
Cm = 0,0001 M			
pH = - log [H+]
pH = -log(10-5)
pH = 5
| Cm NaOH: | 0,1 | 0,01 | 0,001 | 0,0001 | 0,00001 | 
| pH: | 12,80 | 11,40 | 9,30 | 8,30 | 7,70 | 
| pH teoretyczne: | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 
pH teoretyczne dla NaOH
Cm = 0,1 M Cm = 0,01 M
pH = 14 + log[OH-] pH = 14 + log[OH-]
pH = 14 + log(10-1) pH = 14 + log(10-2)
pH = 14 - 1 pH = 14 - 2
pH = 13 pH = 12
Cm = 0,001 M Cm = 0,0001 M
pH = 14 + log[OH-] pH = 14 + log[OH-]
pH = 14 + log(10-3) pH = 14 + log(10-4)
pH = 14 - 3 pH = 14 - 4
pH = 11 pH = 10
Cm = 0,00001 M
pH = 14 + log[OH-]
pH = 14 + log(10-5)
pH = 14 - 5
pH = 9
| Cm CH3COOH: | 0,1 | 0,01 | 0,001 | 0,0001 | 0,00001 | 
| pH | 3,00 | 4,80 | 7,30 | 7,40 | 7,54 | 
| pH teoretyczne: | 2,875 | 3,375 | 3,875 | 4,375 | 4,875 | 
pH teoretyczne dla CH3COOH:
Cm = 0,1 M
pH = ˝ pKa - ˝ log [CH3COOH] pKa = 4,75
pH = 2,375 + ½ log(10-1) = 2,375 + 0,5
pH = 2,875 ≈ 2,88
Cm = 0,01 M
pH = ½ pKa - ½ log [CH3COOH] pKa = 4,75
pH = 2,375 + ½ log(10-2) = 2,375 + 1
pH = 3,375 ≈ 3,38
Cm = 0,001 M
pH = ½ pKa - ½ log [CH3COOH] pKa = 4,75
pH = 2,375 + ½ log(10-3) = 2,375 + 1,5
pH = 3,875 ≈ 3,88
Cm = 0,0001 M
pH = ½ pKa - ½ log [CH3COOH] pKa = 4,75
pH = 2,375 + ½ log(10-4) = 2,375 + 2
pH = 4,375 ≈ 4,38
Cm = 0,00001 M
pH = ½ pKa - ½ log [CH3COOH] pKa = 4,75
pH = 2,375 + ½ log(10-5) = 2,375 + 2,5
pH = 4,875 ≈ 4,88
Mieszanina kwasów o różnej mocy zachowuje się jak kwas wieloprotonowy, ponieważ taki kwas dysocjuje etapami odrywając po jednym kationie wodorowym dając kolejny kwas o innej mocy
Miareczkowanie kwasem solnym wyciągu z czerwonej kapusty
| pH roztworu | Barwa roztworu | 
| 12 | Zgniła zieleń | 
| 10 | Zielony | 
| 9,3 | Jasnozielony | 
| 8,7 | Miętowy | 
| 8,1 | Jasnomiętowy | 
| 7,15 | Bladoherbaciany | 
| 6,7 | Lekko pomarańczowy | 
| 6,1 | Lekko różowy | 
| 5,1 | Jasnoróżowy | 
| 4,7 | Różowy | 
| 4,1 | Intensywny różowy | 
| 3,9 | Malinowy | 
| 3,5 | Landrynkowy | 
| 3 | Pomarańczowo-różowy | 
| 2,6 | Jasnoczerwony | 
| 1 | Czerwony | 
Najpopularniejszym wskaźnikiem pH pochodzenia naturalnego jest lakmus. Jest to niebieski barwnik otrzymywany z porostów. Roztwór lakmusu w środowisku zasadowym barwi się na niebiesko, zaś w obecności kwasów na czerwono. Zakres zmiany barwy przypada na pH ok. 5-8. 
Sok z buraków jest purpurowy w środowisku kwaśnym (w obecności kwasu octowego w barszczu). Zabarwienie to utrzymuje się do pH=7. Po dodaniu do takiego roztworu amoniaku następuje zmiana barwy na niebiesko-fioletowy, a przy pH=12 na brązowy.
III. Wnioski
pH kwasu wzrasta w miarę rozcieńczania.
pH zasady maleje w miarę rozcieńczania.
Dzięki znajomości jak zmieniają barwę wskaźniki w różnych środowiskach można określić jakie to środowisko (kwasowe czy zasadowe).
pH teoretyczne różni się od pH zmierzonego w praktyce, co dokładnie widać na wykresach, ponieważ była nie dokładność pomiarowa na przyrządach pomiarowych.