thamani ya pH, pH(lat. ukondus hydrogenii- "uzito wa hidrojeni", hutamkwa "peh") ni kipimo cha shughuli (katika suluhu zenye kuyeyushwa sana sawa na ukolezi) ya ioni za hidrojeni katika suluhu, ambayo kwa kiasi huonyesha asidi yake. Sawa kwa ukubwa na kinyume katika ishara kwa logarithm ya decimal ya shughuli ya ioni za hidrojeni, ambayo inaonyeshwa kwa moles kwa lita:
Historia ya thamani ya pH.
Dhana thamani ya pH ilianzishwa na mwanakemia wa Denmark Sørensen mwaka wa 1909. Kiashiria kinaitwa pH (kulingana na herufi za kwanza za maneno ya Kilatini uwezo wa hidrojeni- nguvu ya hidrojeni, au pondu hidrojeni- uzito wa hidrojeni). Katika kemia kwa mchanganyiko pX kawaida huashiria kiasi ambacho ni sawa na logi X, na barua H katika kesi hii, onyesha mkusanyiko wa ioni za hidrojeni ( H+), au, badala yake, shughuli ya thermodynamic ya ions hidronium.
Milinganyo inayohusiana na pH na pOH.
Onyesha thamani ya pH.
Katika maji safi ifikapo 25 °C ukolezi wa ioni za hidrojeni ([ H+]) na ioni za hidroksidi ([ OH− ]) zinageuka kuwa sawa na sawa na 10 −7 mol/l, hii inafuata kwa uwazi kutoka kwa ufafanuzi wa bidhaa ya ioni ya maji, sawa na [ H+] · [ OH− ] na ni sawa na 10 −14 mol²/l² (saa 25 °C).
Ikiwa viwango vya aina mbili za ioni katika suluhisho ni sawa, basi suluhisho inasemekana kuwa na majibu ya upande wowote. Wakati asidi inapoongezwa kwa maji, mkusanyiko wa ioni za hidrojeni huongezeka, na mkusanyiko wa ions hidroksidi hupungua wakati msingi unapoongezwa, kinyume chake, maudhui ya ions hidroksidi huongezeka, na mkusanyiko wa ions hidrojeni hupungua. Wakati [ H+] > [OH− ] inasemekana kwamba suluhisho linageuka kuwa tindikali, na wakati [ OH − ] > [H+] - alkali.
Ili kuifanya iwe rahisi kufikiria, kuondoa kielelezo hasi, badala ya viwango vya ioni za hidrojeni, tumia logarithm yao ya decimal, ambayo inachukuliwa na ishara tofauti, ambayo ni kielelezo cha hidrojeni - pH.
Kiashiria cha msingi wa suluhisho pOH.
Reverse ni maarufu kidogo pH ukubwa - suluhisho msingi index, pOH, ambayo ni sawa na logarithm ya decimal (hasi) ya mkusanyiko wa ioni katika suluhisho OH − :
kama katika suluhisho lolote la maji kwa 25 ° C, ambayo inamaanisha kwa joto hili:
Thamani za pH katika suluhisho za asidi tofauti.
- Kinyume na imani maarufu, pH inaweza kutofautiana zaidi ya masafa 0 - 14, na pia inaweza kwenda zaidi ya mipaka hii. Kwa mfano, katika mkusanyiko wa ioni za hidrojeni [ H+] = 10 -15 mol/l, pH= 15, katika mkusanyiko wa ioni ya hidroksidi ya 10 mol / l pOH = −1 .
Kwa sababu kwa 25 °C (hali ya kawaida) [ H+] [OH − ] = 10 −14 , basi ni wazi kuwa kwa joto kama hilo pH + pH = 14.
Kwa sababu katika suluhisho za asidi [ H+] > 10 −7 , ambayo ina maana kwamba kwa ufumbuzi wa tindikali pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH ufumbuzi wa neutral ni sawa na 7. Kwa joto la juu, mara kwa mara ya kutenganisha electrolytic ya maji huongezeka, ambayo ina maana kwamba bidhaa ya ionic ya maji huongezeka, basi itakuwa neutral. pH= 7 (ambayo inalingana na viwango vilivyoongezeka kwa wakati mmoja kama H+, hivyo OH−); na kupungua kwa joto, kinyume chake, neutral pH huongezeka.
Njia za kuamua thamani ya pH.
Kuna njia kadhaa za kuamua thamani pH ufumbuzi. Fahirisi ya hidrojeni inakadiriwa kwa kutumia viashiria vinavyopimwa kwa usahihi pH-mita au kuamuliwa kwa uchanganuzi kwa kufanya alama ya msingi wa asidi.
- Kwa makadirio mabaya ya mkusanyiko wa ioni ya hidrojeni, hutumiwa mara nyingi viashiria vya asidi-msingi- vitu vya rangi ya kikaboni, rangi ambayo inategemea pH mazingira. Viashiria maarufu zaidi: litmus, phenolphthalein, methyl machungwa (methyl machungwa), nk Viashiria vinaweza kuwa katika aina mbili za rangi tofauti - ama tindikali au msingi. Rangi ya viashiria vyote hubadilika ndani ya aina yake ya asidi, mara nyingi vitengo 1-2.
- Ili kuongeza muda wa kipimo cha kufanya kazi pH kuomba kiashiria cha ulimwengu wote, ambayo ni mchanganyiko wa viashiria kadhaa. Kiashiria cha ulimwengu wote hubadilisha rangi kwa mfuatano kutoka nyekundu hadi njano, kijani, bluu hadi zambarau wakati wa kusonga kutoka eneo la asidi hadi la alkali. Ufafanuzi pH kutumia njia ya kiashiria ni vigumu kwa ufumbuzi wa mawingu au rangi.
- Kutumia kifaa maalum - pH-mita - inafanya uwezekano wa kupima pH juu ya anuwai pana na kwa usahihi zaidi (hadi vitengo 0.01 pH) kuliko kutumia viashiria. Njia ya ionometri ya uamuzi pH inategemea kupima emf ya mzunguko wa galvanic na millivoltmeter-ionometer, ambayo inajumuisha electrode ya kioo, ambayo uwezo wake inategemea mkusanyiko wa ioni. H+ katika suluhisho linalozunguka. Njia hiyo ni sahihi sana na inafaa, haswa baada ya kusawazisha elektrodi ya kiashiria katika safu iliyochaguliwa pH, ambayo inafanya uwezekano wa kupima pH ufumbuzi opaque na rangi na kwa hiyo hutumiwa mara nyingi.
- Njia ya uchambuzi wa volumetric — titration ya asidi-msingi- pia hutoa matokeo sahihi ya kuamua asidi ya suluhisho. Suluhisho la mkusanyiko unaojulikana (titrant) huongezwa kwa njia ya kushuka kwa suluhisho linalojaribiwa. Wakati zinachanganywa, mmenyuko wa kemikali hutokea. Sehemu ya usawa - wakati ambapo kuna sauti ya sauti ya kutosha kukamilisha majibu - inarekodiwa kwa kutumia kiashirio. Baada ya hayo, ikiwa mkusanyiko na kiasi cha suluhisho la titrant iliyoongezwa hujulikana, asidi ya suluhisho imedhamiriwa.
- pH:
0.001 mol/L HCl kwa 20 °C ina pH=3, kwa 30 °C pH=3,
0.001 mol/L NaOH kwa 20 °C ina pH=11.73, kwa 30 °C pH=10.83,
Athari ya halijoto kwenye maadili pH kuelezewa na utengano tofauti wa ioni za hidrojeni (H +) na sio kosa la majaribio. Athari ya joto haiwezi kulipwa kwa njia ya kielektroniki pH-mita.
Jukumu la pH katika kemia na biolojia.
Asidi ya mazingira ni muhimu kwa michakato mingi ya kemikali, na uwezekano wa kutokea au matokeo ya mmenyuko fulani mara nyingi hutegemea. pH mazingira. Ili kudumisha thamani fulani pH katika mfumo wa mmenyuko, wakati wa kufanya utafiti wa maabara au katika uzalishaji, suluhisho za buffer hutumiwa ambayo inaruhusu kudumisha thamani karibu kila wakati. pH wakati diluted au wakati kiasi kidogo cha asidi au alkali ni aliongeza kwa ufumbuzi.
thamani ya pH pH mara nyingi hutumika kuashiria sifa za asidi-msingi za vyombo vya habari mbalimbali vya kibiolojia.
Kwa athari za biochemical, asidi ya njia ya majibu inayotokea katika mifumo hai ni muhimu sana. Mkusanyiko wa ioni za hidrojeni katika suluhisho mara nyingi huathiri mali ya physicochemical na shughuli za kibiolojia za protini na asidi ya nucleic, kwa hiyo, kwa kazi ya kawaida ya mwili, kudumisha homeostasis ya asidi-msingi ni kazi ya umuhimu wa kipekee. Matengenezo ya nguvu ya mojawapo pH maji ya kibaiolojia hupatikana chini ya ushawishi wa mifumo ya buffer ya mwili.
Katika mwili wa binadamu, thamani ya pH ni tofauti katika viungo tofauti.
|
Baadhi ya maana pH. |
|
|
Dawa |
|
|
Electrolyte katika betri za risasi |
|
|
Juisi ya tumbo |
|
|
Juisi ya limao (5% ya suluhisho la asidi ya citric) |
|
|
Siki ya chakula |
|
|
Coca-Cola |
|
|
Juisi ya apple |
|
|
Ngozi yenye afya |
|
|
Mvua ya asidi |
|
|
Maji ya kunywa |
|
|
Maji safi kwa 25 ° C |
|
|
maji ya bahari |
|
|
Sabuni (mafuta) kwa mikono |
|
|
Amonia |
|
|
Bleach (bleach) |
|
|
Suluhisho za alkali zilizojilimbikizia |
|
Nakala katika sehemu hii zinaweza kupakuliwa katika muundo wa Neno (maandishi na picha) na muundo wa Excel (maandishi, picha, vipande vya kufanya kazi vya mahesabu)
Walakini, ikiwa bado hupendi kutumia picha zilizojadiliwa katika somo lililopita, basi unaweza kutoa programu fupi zinazofanya kazi katika safu NaCl = 0--500 μg/kg na t = 10--50 oC na hitilafu ya ziada. ya hadi 2 μg/kg katika kubadilishwa kuwa sodiamu, ambayo ni kidogo sana kuliko makosa ya kipimo yenyewe. Utapata programu hizi katika faili ya Fragment.xls, zina fomu ifuatayo ya jedwali:
NaCl inapogusana na hewa:
Ikiwa maudhui ya kaboni dioksidi katika hewa ya chumba ni ya juu kuliko mahesabu, basi ukolezi wa NaCl unaohesabiwa kutoka kwa vipande hivi utakadiriwa kupita kiasi.
Sasa kuhusu ubora wa data zetu. Weka taarifa zako asili kila wakati. Ikiwa ulirekodi usomaji wa kifaa - conductivity ya umeme au pH - kisha uandike joto la suluhisho linalopimwa. Kwa pH, onyesha ikiwa kifidia halijoto kiliwashwa wakati wa kipimo na kwa ujumla uangalie maagizo ya kifaa ili uone kinachofanya wakati sampuli ya halijoto inapotoka kwenye halijoto ya kawaida. Unapobainisha pH, upitishaji, au alkali ya hidrati katika sampuli, hasa katika sampuli iliyo na maudhui ya juu ya kaboni dioksidi, kumbuka kuwa sampuli yako si sawa tena na ilipokusanywa. Kiasi kisichojulikana cha kaboni dioksidi tayari kimepitishwa kutoka kwa sampuli hadi hewani au kinyume chake.
Waliwahi kupiga simu kutoka Vinnitsa na kuuliza jinsi ya kurekebisha pH kulingana na hali ya joto. Hii inaweza kuwa au isiwe kile kinachopaswa kufanywa kwenye tovuti. Kwa hali yoyote, rekodi pH ya awali na halijoto ya sampuli, na utoe safu tofauti kwa thamani ya pH iliyorekebishwa.
Sasa kuhusu jinsi ya kurekebisha pH. Ninaogopa kwamba hata watu mia wenye busara hawatajibu swali hili "rahisi" kwa ujumla. Kwa mfano, hivi ndivyo utegemezi wa pH kwenye halijoto unavyoonekana kwa maji safi kabisa.
Vivyo hivyo, lakini katika kuwasiliana na hewa:
Lakini urekebishaji wa pH kwa joto kwa grafu hizi mbili uligeuka kuwa sawa:
Mpito kutoka pHt iliyopimwa hadi pH katika t=25 °C kwa grafu hizi inaweza kufanywa kwa kutumia fomula:
Mbinu kali zaidi itakuwa kuchukua si 1 na 3 mg/l ya dioksidi kaboni isiyolipishwa, lakini 1 na 3 mg/l ya jumla (isiyohusishwa na kutenganishwa) ya dioksidi kaboni. Ukipenda, utapata kipande hiki kwenye Laha 4, lakini matokeo ya kipande hiki hayatatofautiana sana na yale yaliyoonyeshwa kwenye Laha hii.
Kumbuka kwamba vipande vya kaboni dioksidi hutolewa kuhusiana na maji ambapo, mbali na dioksidi kaboni, hakuna alkali au asidi na, hasa, hakuna amonia. Hii hutokea tu katika baadhi ya mitambo ya mafuta yenye boilers ya shinikizo la kati.
Malengo ya kusoma mada:
- matokeo ya somo: kusoma dhana za "utengano wa umeme", "shahada ya kutengana kwa umeme", "electrolyte", kukuza maarifa juu ya faharisi ya hidrojeni, kukuza ustadi wa kufanya kazi na vitu kulingana na kufuata kanuni za usalama;
- matokeo ya somo la meta: kuendeleza ujuzi katika kufanya majaribio kwa kutumia vifaa vya digital (kupata data ya majaribio), usindikaji na kuwasilisha matokeo yaliyopatikana;
- matokeo ya kibinafsi: kuendeleza ujuzi katika kufanya utafiti wa elimu kulingana na kuanzisha majaribio ya maabara.
Uwezekano wa kutumia mradi wa "pH na joto".
1. Kazi katika mradi huo inachangia kuundwa kwa nia ya kujifunza mada ya kinadharia "Nadharia ya Kutengana kwa Electrolytic," ambayo ni vigumu kwa umri huu (umri wa miaka 13-14). Katika kesi hii, wakati wa kuamua pH, wanafunzi huanzisha uhusiano kati ya kiwango cha kutengana kwa asidi na joto la suluhisho. Kufanya kazi na suluhisho la soda ni propaedeutic katika asili katika daraja la 8 na inakuwezesha kurudi kwenye matokeo ya mradi katika daraja la 9 (shughuli za ziada), daraja la 11 (kozi ya jumla) wakati wa kusoma hidrolisisi ya chumvi.
2. Upatikanaji wa reagents (asidi ya citric, soda ya kuoka) na vifaa (kwa kutokuwepo kwa sensorer za pH za digital, unaweza kutumia karatasi ya kiashiria) kwa ajili ya utafiti.
3. Kuegemea kwa mbinu ya majaribio huhakikisha maendeleo mazuri ya kazi, kuhakikishiwa dhidi ya usumbufu na kushindwa kwa mbinu.
4. Usalama wa jaribio.
Sehemu ya ala
Vifaa:
1) sensor ya pH ya dijiti au mita ya pH ya maabara, karatasi za litmus au kiashiria kingine cha asidi;
2) thermometer ya pombe (kutoka 0 hadi 50 0С) au sensor ya joto ya digital;
3) asidi citric (kijiko 1);
4) soda ya kuoka (kijiko 1);
5) maji yaliyotengenezwa (300 ml);
6) chombo kwa ajili ya umwagaji wa maji (alumini au sufuria ya enamel au bakuli), ufumbuzi unaweza kupozwa na mkondo wa maji baridi au theluji, na moto na maji ya moto;
7) chupa zilizo na kifuniko cha chini na uwezo wa 50-100 ml (pcs 3).
Somo la 1. Taarifa ya tatizo
Mpango wa somo:
1. Majadiliano ya dhana "electrolytic dissociation", "shahada ya electrolytic dissociation", "electrolyte".
2. Taarifa ya tatizo. Kupanga jaribio la ala.
Yaliyomo katika shughuli
Shughuli za mwalimu
1. Huandaa mjadala wa dhana "electrolytic dissociation", "degree of electrolytic dissociation", "electrolyte". Maswali:
- Ni aina gani za elektroliti?
- Ni kiwango gani cha kutengana kwa elektroliti?
- Ni aina gani ya kuandika equation ya kujitenga kwa nguvu (kwa kutumia mfano wa asidi ya sulfuriki, sulfate ya alumini) na elektroliti dhaifu (kwa kutumia mfano wa asidi asetiki)?
- Je, mkusanyiko wa suluhisho huathirije kiwango cha kujitenga?
Jibu linaweza kujadiliwa kwa kutumia mfano wa ufumbuzi wa kuondokana na kujilimbikizia wa asidi asetiki. Ikiwezekana kuamua conductivity ya umeme, inawezekana kuonyesha conductivity tofauti ya umeme ya kiini cha siki na siki ya meza.
Pata habari mpya juu ya mada Ukuzaji wa maoni juu ya kiwango cha kujitenga ambayo yaliundwa katika masomo ya kemia.
Tathmini ukamilifu wa uelewa wa mada Uwezo wa kuchambua uelewa wa suala la Udhibiti
Shughuli za mwalimu
2. Hupanga upangaji na utayarishaji wa jaribio la ala:
- kufahamiana na habari kutoka kwa mradi wa "pH na joto";
- majadiliano ya lengo la mradi, hypothesis;
- shirika la vikundi vya kazi (vikundi vitatu);
- maandalizi ya vifaa
Vitendo vilivyotendwa Mbinu zilizoundwa za shughuli Shughuli za wanafunzi
Kugundua habari juu ya sheria za usalama wakati wa kufanya kazi na asidi (asidi ya citric) Ukuzaji wa dhana ya hitaji la kufuata sheria za usalama Utambuzi.
Fafanua kile ambacho bado hakijafahamika. Uwezo wa kutunga swali kuhusu mada ya Mawasiliano
Tathmini ukamilifu wa uelewa wa mbinu ya kufanya kazi kwenye mradi Uwezo wa kuchambua uelewa wa suala la Udhibiti.
Somo la 2. Kufanya majaribio
Mpango wa somo:
1. Maandalizi ya uendeshaji wa pH ya digital na sensorer za joto.
2. Kufanya utafiti wa utegemezi wa pH kwenye joto:
Kundi la 1: kupima pH ya myeyusho wa asidi ya citric kwa 10 0C, 25 0C, 40 0C;
Kundi la 2: kupima pH ya soda ya kuoka katika 10 0C, 25 0C, 40 0C;
Kundi la 3: kupima pH ya maji yaliyotiwa mafuta kwa 10 0C, 25 0C, 40 0C.
3. Uchambuzi wa msingi wa matokeo yaliyopatikana. Kujaza dodoso za mradi wa GlobalLab.
Shughuli za mwalimu
1. Hupanga maeneo ya kazi kwa kila kikundi cha wanafunzi:
- anaelezea jinsi ya baridi ufumbuzi, na kisha hatua kwa hatua joto yao na kupima joto na pH vipimo;
- anajibu maswali ya mwanafunzi
Vitendo vilivyotendwa Mbinu zilizoundwa za shughuli Shughuli za wanafunzi
Kutambua taarifa kulingana na mbinu za uendeshaji Maendeleo ya mawazo kuhusu uendeshaji wa sensorer digital Utambuzi
Fafanua kile ambacho bado hakijafahamika. Uwezo wa kutunga swali kuhusu mada ya Mawasiliano
Tathmini ukamilifu wa uelewa wa kazi kwenye mradi Uwezo wa kuchambua uelewa wa suala la Udhibiti
Shughuli za mwalimu
2. Hupanga kazi za wanafunzi katika vikundi. Mwalimu anaangalia maendeleo ya kazi katika vikundi, anajibu maswali yanayowezekana kutoka kwa wanafunzi, anafuatilia kukamilika kwa jedwali la matokeo ya utafiti kwenye ubao.
Vitendo vilivyotendwa Mbinu zilizoundwa za shughuli Shughuli za wanafunzi
1. Unganisha sensorer za dijiti kwenye Kompyuta.
2. Tayarisha suluhisho:
Kundi la 1 - asidi ya citric;
Kikundi cha 2 - soda ya kuoka;
Kikundi cha 3 - maji yaliyotengenezwa.
3. Poza miyeyusho na upime pH katika 10 0C.
4. Miyeyusho huwashwa moto hatua kwa hatua na pH hupimwa kwa 25 0C na 40 0C.
5. Matokeo ya kipimo huingizwa kwenye jedwali la jumla, ambalo limechorwa kwenye ubao (rahisi kwa majadiliano) Uundaji wa ujuzi katika kufanya utafiti wa ala.
Fanya kazi katika vikundi Ushirikiano wa kielimu katika vikundi vya Mawasiliano
Wanafanya kazi kwa tatizo la kawaida, kutathmini kasi na ukamilifu wa kazi iliyofanywa
Shughuli za mwalimu
3. Hupanga uchanganuzi wa kimsingi wa matokeo ya utafiti. Hupanga kazi ya wanafunzi kujaza dodoso za mradi wa GlobalLab "pH na halijoto"
Vitendo vilivyotendwa Mbinu zilizoundwa za shughuli Shughuli za wanafunzi
Jifahamishe na matokeo ya kazi ya vikundi vingine Uundaji wa maoni juu ya utegemezi wa pH kwenye joto Utambuzi
Uliza maswali kwa wawakilishi wa vikundi vingine vya ushirikiano wa kielimu na wanafunzi wenzako. Ukuzaji wa hotuba ya mdomo Mawasiliano
Kuchambua matokeo ya kazi zao, jaza dodoso la mradi Uwezo wa kuchambua matendo yao na kuwasilisha matokeo ya kazi zao Udhibiti.
Somo la 3. Uchambuzi na uwasilishaji wa matokeo yaliyopatikana
Yaliyomo katika shughuli
1. Uwasilishaji wa matokeo: maonyesho ya wanafunzi.
2. Majadiliano ya hitimisho ambalo ni muhimu kwa washiriki katika miradi inayotumia vitambuzi vya pH vya dijiti.
Shughuli za mwalimu
1. Hupanga maonyesho ya wanafunzi. Inasaidia wazungumzaji. Hufanya hitimisho juu ya kazi kwenye mradi, asante washiriki wote
Vitendo vilivyotendwa Mbinu zilizoundwa za shughuli Shughuli za wanafunzi
Wasilisha matokeo ya shughuli zao, sikiliza hotuba za wanafunzi wenzao Uundaji wa mawazo kuhusu namna ya uwasilishaji wa matokeo ya mradi Utambuzi.
Shiriki katika majadiliano ya hotuba za ushirikiano wa kielimu na wanafunzi wenzako. Ukuzaji wa hotuba ya mdomo Mawasiliano
Kuchambua matokeo ya kazi zao, maoni juu ya taarifa za wanafunzi wa darasa Uwezo wa kuchambua matokeo ya shughuli zao na kazi ya watu wengine Udhibiti.
Shughuli za mwalimu
2. Hupanga mjadala wa swali lililowasilishwa katika mradi "Je, pH ya suluhisho itatendaje ikiwa imepozwa au kuwashwa? Kwa nini wanasayansi wanajaribu kupima pH katika halijoto sawa na washiriki wa mradi wa GlobalLab wanapaswa kuhitimisha nini kutokana na hili?
Hupanga majadiliano ya matokeo yanayothibitisha au kukanusha dhana ya mradi "Wakati joto la suluhu linabadilika, utengano wa mara kwa mara wa asidi iliyoyeyushwa na alkali na, kwa hivyo, thamani ya pH hubadilika"
Vitendo vilivyotendwa Mbinu zilizoundwa za shughuli Shughuli za wanafunzi
Jadili uhusiano kati ya pH ya suluhisho na halijoto Ukuzaji wa mawazo kuhusu kiwango cha mtengano wa elektroliti Kitambuzi
Waeleze mawazo yao kuhusu nadharia tete ya mradi na utengeneze hitimisho Ushirikiano wa kujifunza na wanafunzi wenzako. Ukuzaji wa hotuba ya mdomo Mawasiliano
Tathmini hypothesis ya mradi kulingana na matokeo yaliyopatikana Uwezo wa kutathmini hypothesis kulingana na matokeo yaliyopatikana tayari na kuunda hitimisho la Udhibiti.
thamani ya pH (kipengele cha pH) ni kipimo cha shughuli za ioni za hidrojeni katika suluhisho, kwa kiasi kinachoonyesha asidi yake. Wakati pH haiko katika viwango vyema, mimea huanza kupoteza uwezo wa kunyonya baadhi ya vipengele vinavyohitaji kwa ukuaji wa afya. Mimea yote ina kiwango maalum cha pH kinachowawezesha kufikia matokeo ya juu wakati wa kukua. Mimea mingi hupendelea mazingira ya kukua kwa tindikali kidogo (kati ya 5.5-6.5).
Kiashiria cha hidrojeni katika fomula
Katika ufumbuzi wa kuondokana sana, thamani ya pH ni sawa na mkusanyiko wa ioni za hidrojeni. Sawa kwa ukubwa na kinyume katika ishara kwa logarithm ya desimali ya shughuli ya ioni za hidrojeni, iliyoonyeshwa kwa moles kwa lita:
pH = -lg
Chini ya hali ya kawaida, thamani ya pH inatoka 0 hadi 14. Katika maji safi, kwa pH ya neutral, mkusanyiko wa H + ni sawa na mkusanyiko wa OH - na ni 1 · 10 -7 mol kwa lita. Thamani ya juu zaidi inayowezekana ya pH inafafanuliwa kama jumla ya pH na pOH na ni sawa na 14.
Kinyume na imani maarufu, pH inaweza kutofautiana sio tu katika safu kutoka 0 hadi 14, lakini pia inaweza kwenda zaidi ya mipaka hii. Kwa mfano, katika mkusanyiko wa ioni ya hidrojeni = 10 -15 mol / l, pH = 15, kwenye mkusanyiko wa ioni ya hidroksidi ya 10 mol / l pOH = -1.
Ni muhimu kuelewa! Kiwango cha pH ni logarithmic, kumaanisha kuwa kila badiliko la kitengo ni sawa na mabadiliko mara kumi katika mkusanyiko wa ioni za hidrojeni. Kwa maneno mengine, suluhu yenye pH 6 ina asidi mara kumi zaidi kuliko yenye pH 7, na yenye pH 5 itakuwa na tindikali mara kumi zaidi ya yenye pH 6 na mara mia zaidi ya tindikali kuliko yenye pH. 7. Hii ina maana kwamba unaporekebisha pH ya myeyusho wako wa virutubisho na unahitaji kubadilisha pH kwa pointi mbili (kwa mfano kutoka 7.5 hadi 5.5) ni lazima utumie kirekebisha pH mara kumi zaidi kuliko ukibadilisha pH tu kwa hatua moja (kutoka 7.5 hadi 6.5).
Njia za kuamua thamani ya pH
Mbinu kadhaa hutumiwa sana kuamua thamani ya pH ya suluhisho. Thamani ya pH inaweza kukadiriwa kwa takriban kwa kutumia viashirio, kupimwa kwa usahihi na mita ya pH, au kubainishwa kiuchanganuzi kwa kutekeleza ukadiriaji wa msingi wa asidi.
Viashiria vya asidi-msingi
Ili kukadiria takriban mkusanyiko wa ioni za hidrojeni, viashiria vya asidi-msingi hutumiwa sana - vitu vya rangi ya kikaboni, rangi ambayo inategemea pH ya kati. Viashiria vinavyojulikana zaidi ni pamoja na litmus, phenolphthalein, methyl machungwa (methyl orange) na wengine. Viashiria vinaweza kuwepo katika aina mbili za rangi tofauti - ama tindikali au msingi. Mabadiliko ya rangi ya kila kiashiria hutokea katika aina yake ya asidi, kwa kawaida vitengo 1-2.
Kiashiria cha Universal
Ili kupanua safu ya kazi ya vipimo vya pH, kinachojulikana kama kiashiria cha ulimwengu wote hutumiwa, ambayo ni mchanganyiko wa viashiria kadhaa. Kiashiria cha ulimwengu wote hubadilisha rangi kwa mtiririko kutoka nyekundu hadi njano, kijani, bluu hadi zambarau wakati wa kusonga kutoka eneo la asidi hadi la msingi.
Suluhisho za mchanganyiko kama huo - "viashiria vya ulimwengu" - kawaida huwekwa na vipande vya "karatasi ya kiashiria", kwa msaada ambao unaweza haraka (kwa usahihi wa vitengo vya pH, au hata sehemu ya kumi ya pH) kuamua asidi ya suluhisho la maji. chini ya masomo. Kwa uamuzi sahihi zaidi, rangi ya karatasi ya kiashiria iliyopatikana wakati wa kutumia tone la suluhisho ni mara moja ikilinganishwa na kiwango cha rangi ya kumbukumbu, kuonekana ambayo hutolewa kwenye picha.
Kuamua pH kwa njia ya kiashiria ni vigumu kwa ufumbuzi wa mawingu au rangi.
Kwa kuzingatia ukweli kwamba maadili bora ya pH ya suluhisho la virutubishi katika hydroponics yana safu nyembamba sana (kawaida kutoka 5.5 hadi 6.5), mimi pia hutumia mchanganyiko mwingine wa viashiria. Kwa mfano, yetu ina safu ya kufanya kazi na kiwango kutoka 4.0 hadi 8.0, ambayo inafanya mtihani huo kuwa sahihi zaidi kwa kulinganisha na karatasi ya kiashiria cha ulimwengu wote.
pH mita
Matumizi ya kifaa maalum - mita ya pH - inakuwezesha kupima pH katika anuwai pana na kwa usahihi zaidi (hadi vitengo 0.01 vya pH) kuliko kutumia viashiria vya ulimwengu wote. Njia hiyo ni rahisi na sahihi sana, haswa baada ya kusawazisha elektrodi ya kiashiria katika anuwai ya pH iliyochaguliwa. Inakuwezesha kupima pH ya ufumbuzi wa opaque na rangi na kwa hiyo hutumiwa sana.
Njia ya uchambuzi wa volumetric
Njia ya uchambuzi wa volumetric - titration ya asidi-msingi - pia hutoa matokeo sahihi ya kuamua asidi ya ufumbuzi. Suluhisho la mkusanyiko unaojulikana (titrant) huongezwa kwenye suluhisho la mtihani. Wakati zinachanganywa, mmenyuko wa kemikali hutokea. Sehemu ya usawa - wakati ambapo kuna titranti ya kutosha kukamilisha majibu kabisa - inarekodiwa kwa kutumia kiashirio. Ifuatayo, kwa kujua mkusanyiko na kiasi cha suluhisho la titrant iliyoongezwa, asidi ya suluhisho huhesabiwa.
Athari ya halijoto kwenye viwango vya pH
Thamani ya pH inaweza kubadilika kwa anuwai na mabadiliko ya hali ya joto. Kwa hivyo, suluhisho la molar la 0.001 la NaOH saa 20 ° C ina pH = 11.73, na saa 30 ° C pH = 10.83. Athari za halijoto kwenye viwango vya pH hufafanuliwa na mtengano tofauti wa ioni za hidrojeni (H +) na sio kosa la majaribio. Athari ya joto haiwezi kulipwa na umeme wa mita ya pH.
Kurekebisha pH ya Suluhisho la Virutubishi
Asidi ya suluhisho la virutubishi
Suluhisho la virutubishi kawaida linapaswa kuwa na asidi. Kunyonya kwa ioni na mimea husababisha alkalization ya taratibu ya suluhisho. Suluhisho lolote ambalo lina pH ya 7 au zaidi mara nyingi litahitaji kurekebishwa hadi pH yake bora. Asidi mbalimbali zinaweza kutumika kutengeneza asidi katika suluhisho la virutubishi. Ya kawaida kutumika ni sulfuriki au fosforasi. Suluhisho bora kwa suluhisho la hydroponic ni viungio vya buffer kama vile na. Bidhaa hizi sio tu kuleta maadili ya pH kwa viwango bora, lakini pia kuleta utulivu kwa muda mrefu.
Wakati wa kurekebisha pH na asidi na alkali zote mbili, glavu za mpira zinapaswa kuvaliwa ili kuzuia kusababisha kuchoma kwa ngozi. Mkemia mwenye ujuzi anashughulikia kwa ustadi asidi ya sulfuriki iliyokolea anaongeza tone la asidi kwa maji. Lakini kwa hydroponists wanaoanza, labda ni bora kuwasiliana na duka la dawa mwenye uzoefu na kumwomba aandae suluhisho la 25% la asidi ya sulfuri. Wakati wa kuongeza asidi, suluhisho huchochewa na pH yake imedhamiriwa. Mara tu unapojua takriban kiasi cha asidi ya sulfuriki, unaweza kuiongeza kutoka kwa silinda iliyohitimu.
Asidi ya sulfuri lazima iongezwe kwa sehemu ndogo ili sio asidi ya suluhisho sana, ambayo italazimika kuwa alkali tena. Kwa mfanyakazi asiye na ujuzi, asidi na alkalization inaweza kuendelea kwa muda usiojulikana. Mbali na kupoteza muda na vitendanishi, kanuni kama hizo husawazisha suluhisho la virutubishi kwa sababu ya mkusanyiko wa ioni usiohitajika kwa mimea.
Alkalizing Suluhisho la Virutubisho
Suluhisho zenye asidi nyingi hutengenezwa kwa alkali na hidroksidi ya sodiamu (hidroksidi ya sodiamu). Kama jina lake linavyopendekeza, ni dutu ya caustic, kwa hivyo glavu za mpira lazima zitumike. Inashauriwa kununua hidroksidi ya sodiamu katika fomu ya kidonge. Katika duka za kemikali za nyumbani, hidroksidi ya sodiamu inaweza kununuliwa kama kisafishaji cha bomba, kama vile "Mole". Futa kidonge kimoja katika lita 0.5 za maji na kuongeza hatua kwa hatua suluhisho la alkali kwenye suluhisho la virutubisho na kuchochea mara kwa mara, mara nyingi kuangalia pH yake. Hakuna kiasi cha hesabu za hisabati kinaweza kuamua ni kiasi gani cha asidi au alkali inapaswa kuongezwa katika kesi fulani.
Ikiwa unataka kukuza mazao kadhaa kwenye tray moja, unahitaji kuwachagua ili sio tu pH yao bora inalingana, lakini pia mahitaji yao kwa sababu zingine za ukuaji. Kwa mfano, daffodili za njano na chrysanthemums zinahitaji pH ya 6.8 lakini viwango vya unyevu tofauti, hivyo haziwezi kukuzwa katika tray moja. Ikiwa unatoa daffodils kiasi sawa cha unyevu kama chrysanthemums, balbu za daffodil zitaoza. Katika majaribio, rhubarb ilifikia ukuaji wa juu zaidi katika pH 6.5, lakini inaweza kukua hata kwa pH 3.5. Oti, ambayo hupendelea pH ya karibu 6, hutoa mavuno mazuri kwa pH ya 4 ikiwa kipimo cha nitrojeni katika suluhisho la virutubisho kinaongezeka sana. Viazi hukua kwa kiwango kikubwa cha pH, lakini hukua vyema kwa pH ya 5.5. Chini ya pH hii, mavuno ya juu ya tuber pia hupatikana, lakini huchukua ladha ya siki. Ili kupata mavuno ya hali ya juu, pH ya suluhisho la virutubishi lazima ibadilishwe kwa usahihi.
Kabla ya electrodes kutumika kwa mara ya kwanza, lazima iwe sanifu. Kwa kusudi hili, suluhisho maalum za urekebishaji zinapatikana ambazo zimehifadhiwa kwa maadili fulani ya pH. Buffering hufanya kazi kwa namna ambayo ingress ya kiasi kidogo cha maji wakati electrode inapoingizwa haiingilii na calibration. Hatua ya calibration ni kurekebisha hitilafu ya electrode inayohusishwa na utengenezaji na matumizi kwa maadili fulani. Katika kesi hii, makosa mawili yanapaswa kuzingatiwa: kupotoka kwa hatua ya sifuri na "mteremko" wa kosa.
Makosa yote mawili husababisha kosa la jumla la kipimo. Kwa hiyo, pointi mbili lazima zirekebishwe ili makosa yote mawili ya kipimo yaweze kusahihishwa.
Hitilafu ya pointi sifuri. Kielelezo kilicho hapo juu kinaonyesha curve ya kipimo na curve ya marejeleo. Katika mfano huu, curve ya kipimo inapotoka wazi kutoka kwa curve ya kumbukumbu katika pH 7, i.e. katika hatua ya upande wowote tunagundua hitilafu dhahiri ya nukta sifuri ambayo lazima iondolewe. Electrodes huletwa kwanza katika ufumbuzi wa calibration pH 7 Ni muhimu kwamba, kwa kiwango cha chini, utando wa kioo na diaphragm huingizwa kwenye suluhisho. Katika mfano wetu, thamani iliyopimwa iko juu ya thamani inayotakiwa, na kwa hiyo inapotoka kutoka kwa thamani ya kawaida. Potentiometer ya upinzani wa kutofautiana hurekebisha thamani iliyopimwa kwa thamani sahihi. Katika kesi hii, curve nzima ya kipimo hubadilishwa sambamba na hitilafu ya nukta sifuri ili ipite haswa kupitia sehemu ya upande wowote. Kwa hivyo, kifaa cha kupimia kimewekwa kwenye hatua ya sifuri na iko tayari kutumika.
Ili kurekebisha elektroni za pH, nukta sifuri lazima kwanza iwekwe
Hitilafu ya mteremko. Baada ya kusawazisha nukta ya sifuri, tunapata hali iliyoonyeshwa kwenye takwimu iliyo karibu. Zero imedhamiriwa kwa usahihi, lakini thamani iliyopimwa bado ina hitilafu kubwa, kwani hatua ya mteremko bado haijatambuliwa. Sasa ufumbuzi wa calibration huchaguliwa ambao thamani ya pH inatofautiana na 7. Mara nyingi, ufumbuzi wa buffer katika kiwango cha pH kutoka 4 hadi 9 hutumiwa katika suluhisho la pili la buffer na kupotoka kwa mteremko kutoka kwa thamani ya kawaida (ya kawaida). kwa kutumia potentiometer. Na sasa tu curve ya kipimo inalingana na curve inayohitajika; kifaa ni sanifu.
Ikiwa hatua ya sifuri imewekwa, thamani ya pili ya jamaa lazima iwekwe - mteremko
Athari ya joto. Mabadiliko katika viwango vya pH huathiriwa na joto la maji. Hata hivyo, haijulikani ikiwa fidia ya halijoto ni muhimu katika vyombo vyetu vya kupimia. Jedwali lililo karibu linaonyesha thamani za pH kama kipengele cha kukokotoa halijoto, kifaa kikiwa kimesawazishwa hadi 20°C. Ikumbukwe kwamba kwa halijoto na viwango vya pH vya riba kwetu, hitilafu ya kipimo kutokana na kupotoka kwa halijoto ni mdogo kwa nafasi ya pili ya decimal. Kwa hiyo, hitilafu hiyo ya kipimo haina umuhimu wa vitendo kwa aquarists na fidia ya joto haihitajiki. Pamoja na kupotoka kwa asili ya kupima kulingana na voltages tofauti kwenye elektroni, mtu anapaswa kukumbuka kupotoka kwa joto la suluhisho zilizopimwa, ambazo hutolewa kwenye jedwali la karibu.
Tunaona hapa kwamba mikengeuko hii ni ndogo kiasi na inafikia si zaidi ya ±2%.
Mkengeuko wa viwango vya pH vilivyopimwa kulingana na halijoto
| thamani ya pH | ||||||
| 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 0 °C | 3,78 | 4,85 | 5,93 | 7,00 | 8,07 | 9,15 |
| 5°C | 3,84 | 4,89 | 5,95 | 7,00 | 8,05 | 9,11 |
| 10°C | 3,89 | 4,93 | 5,96 | 7,00 | 8,04 | 9,07 |
| 15 °C | 3,95 | 4,97 | 5,98 | 7,00 | 8,02 | 9,03 |
| 20°C | 4,00 | 5,00 | 6,00 | 7,00 | 8,00 | 9,00 |
| 25 °C | 4,05 | 5,03 | 6,02 | 7,00 | 7,98 | 8,97 |
| 30°C | 4,10 | 5,07 | 6,03 | 7,00 | 7,97 | 8,93 |
| 35°C | 4,15 | 5,10 | 6,05 | 7,00 | 7,95 | 8,90 |
Utegemezi wa halijoto kwenye suluhu za bafa
| Joto °C | thamani ya pH | Mkengeuko % | thamani ya pH | Mkengeuko % | thamani ya pH | Mkengeuko % |
| 5 | 4,01 | 0,25 | 7,07 | 1,00 | 9,39 | 1,84 |
| 10 | 4,00 | 0,00 | 7,05 | 0,71 | 9,33 | 1,19 |
| 15 | 4,00 | 0,00 | 7,03 | 0,43 | 9,27 | 0,54 |
| 20 | 4,00 | 0,00 | 7,00 | 0,00 | 9,22 | 0,00 |
| 25 | 4,01 | 0,25 | 7,00 | 0,00 | 9,18 | -0,43 |
| 30 | 4,01 | 0,25 | 6,97 | -0,43 | 9,14 | -0,87 |
| 35 | 4,02 | 0,50 | 6,96 | -0,57 | 9,10 | -1,30 |
Udhibiti. Kwa udhibiti, inashauriwa kuzamisha elektroni tena kwenye suluhisho la bafa kwa pH 7 na uangalie ikiwa maadili yanaungana. Ikiwa thamani ya pH ya elektrodi inalingana na chombo cha kupimia, inaweza kutumika kupima sampuli za maji. Ikiwa kuna malalamiko ya kibinafsi kuhusu usahihi, urekebishaji lazima urudiwe ndani ya muda uliowekwa. Wiki moja hadi mbili inaweza kupendekezwa kama mwongozo. Wakati wa kusawazisha elektroni za pH, unapaswa pia kuzingatia jinsi thamani ya pH kwenye kifaa inavyokaribia thamani ya pH kwenye suluhisho la bafa.
Inapakia...