Zastanawiałeś się kiedykolwiek, skąd wzięła się słynna zasada 5% w przypadku obliczeń pH? Jeśli nie, to teraz jest na to odpowiednia pora.
Zasada mówi, że licząc pH jakiegoś roztworu możemy pomijać składniki stanowiące mniej niż 5% innego składnika.
Przykład:
Wzór na prawo rozcieńczeń Ostwalda ma postać
- K = (α2 * C0) / (1 – α)
Jeśli α < 5%, czyli w mianowniku stanowi mniej niż 5% z jedynki, to wówczas możemy ją pominąć i stosować wzór uproszczony:
- K = α2 * C0
Wytłumaczenie poprawności zastosowanego przez nas uproszczenia jest stosunkowo proste. Wystarczy zdać sobie sprawę z tego, że błąd pomiaru typowego pH-metru stanowi ±0,02 jednostki pH. Zatem jeśli pomiar pH pewnego roztworu da nam wynik 5, to tak naprawdę oznacza, że pH tego roztworu mieści się w przedziale od 4,98 do 5,02.
pH-metr
Przeliczmy to teraz na stężenia jonów wodorowych:
pH = 5 → [H+] = 10–5
pH = 4,98 → [H+] = 10–4,98
pH = 5,02 → [H+] = 10–5,02
10–5 / 10–4,98 ≈ 0,95
10–5 / 10–5,02 ≈ 1,05
Jak widzimy, wzrost lub spadek stężenia jonów wodorowych o 5% powoduje odpowiednio spadek oraz wzrost wartości pH roztworu o około 0,02 jednostki pH.
