Wat is pH en wat meet het?

pH is een logaritmische maat voor de waterstofionconcentratie van een waterige oplossing pH = -log [H⁺] waarbij log de basis 10 logaritme is en [H⁺] is de waterstofionconcentratie in mol per liter

pH beschrijft hoe zuur of basisch een waterige oplossing is, waarbij een pH lager dan 7 zuur is en een pH hoger dan 7 basisch is. pH van 7 wordt als neutraal beschouwd (bijvoorbeeld zuiver water). Gewoonlijk variëren waarden van pH van 0 tot 14, hoewel zeer sterke zuren een negatieve pH kunnen hebben, terwijl zeer sterke basen een pH van meer dan 14 kunnen hebben.

De term "pH" werd voor het eerst beschreven door de Deense biochemicus Søren Peter Lauritz Sørensen in 1909. pH is een afkorting voor "power of hydrogen" waarbij "p" staat voor het Duitse woord voor power, Potenz en H is het elementensymbool voor waterstof.

Waarom pH-metingen belangrijk zijn

Chemicaliënreacties in water worden beïnvloed door de zuurgraad of alkaliteit van de oplossing. Dit is niet alleen belangrijk in het chemielaboratorium, maar in de industrie, koken en medicijnen. pH wordt zorgvuldig gereguleerd in menselijke cellen en bloed. Het normale pH-bereik voor bloed ligt tussen 7.35 en 7.45. Variatie met zelfs een tiende pH-eenheid kan fataal zijn. Bodem-pH is belangrijk voor kieming en groei van gewassen. Zure regen veroorzaakt door natuurlijke en door de mens gemaakte verontreinigende stoffen verandert de zuurgraad van bodem en water en heeft grote invloed op levende organismen en andere processen. Bij het koken worden pH-veranderingen gebruikt bij het bakken en brouwen. Omdat veel reacties in het dagelijks leven worden beïnvloed door de pH, is het handig om te weten hoe deze te berekenen en te meten.

Hoe pH wordt gemeten

Er zijn meerdere methoden om de pH te meten.

• De meest gebruikelijke methode is een pH-meter, waarbij een pH-gevoelige elektrode (meestal van glas) en een referentie-elektrode betrokken zijn.
• Zuur-base-indicatoren veranderen van kleur als reactie op verschillende pH-waarden. Lakmoespapier en pH-papier worden gebruikt voor snelle, relatief onnauwkeurige metingen. Dit zijn stroken papier die zijn behandeld met een indicator.
• Een colorimeter kan worden gebruikt om de pH van een monster te meten. Een flesje wordt gevuld met een monster en een reagens wordt toegevoegd om een ​​pH-afhankelijke kleurverandering te produceren. De kleur wordt vergeleken met een grafiek of standaard om de pH-waarde te bepalen.

Problemen bij het meten van extreme pH

In laboratoriumsituaties kunnen extreem zure en basische oplossingen worden aangetroffen. Mijnbouw is een ander voorbeeld van een situatie die ongewoon zure waterige oplossingen kan produceren. Speciale technieken moeten worden gebruikt om extreme pH-waarden onder 2,5 en boven ongeveer 10,5 te meten, omdat de Nernst-wet onder deze omstandigheden niet nauwkeurig is wanneer glazen elektroden worden gebruikt. Ionische sterkte variatie beïnvloedt elektrode potentialen. Speciale elektroden kunnen worden gebruikt, anders is het belangrijk om te onthouden dat pH-metingen niet zo nauwkeurig zullen zijn als die in gewone oplossingen.