Come calcolare il ph senza calcolatrice

DI MEDICINA

Utile per l'esame di Chimica o per calcolare il PH ai test per accedere alle facoltà scientifiche a numero chiuso.

INTRODUZIONE AI LOGARITMI

• Definizione di logaritmo: il logaritmo di un numero in una determinata base è l'esponente al quale la base deve essere elevata per ottenere il numero stesso.
• A^c=b
• C= log a (b)
• A è la base del logaritmo. Di solito si usa la base 10 (in quel caso si scrive Log positivo) o la base e (si scrive in questo caso si chiama logaritmo naturale e si scrive log minuscolo).
• E = 2.7118... = numero di Nepero.
• B è l'argomento del logaritmo. Deve essere sempre positivo.
• Log 2 (8) = xX = 3 perché 2^3=8.

PH E LOGARITMI

• Il PH è la misura dell'acidità di una soluzione. Più precisamente, è strettamente correlato alla concentrazione degli ioni H+ (protoni) che si dissociano in soluzione.
• PH = - Log (concentrazione)

di H+) .CAFARELLI A. (NON DIFFONDERE IL FILE)

• Il PH quindi è il logaritmo negativo della concentrazione di protoni. Tra poco vedremo come calcolarlo.
• Il logaritmo è in base 10 !
• Il Ph può essere (a 25 gradi centigradi):

1. acido: fino a 7. Vuol dire che la concentrazione in soluzione di protoni è maggiore di quella degli ioni idrossili (OH-).
2. neutro: uguale a 7. La concentrazione in soluzione di protoni è uguale a quella degli ioni idrossili (OH-). H20 a 25 gradi è neutra.
3. basico: da 7 a 14. La concentrazione in soluzione di protoni è minore di quella degli ioni idrossili (OH-).

• POH= -Log (concentrazione di OH)= misura la basicità
• Se hai il Poh e ti serve il Ph, basta fare ph= 14 – pOH.
• il Ph può cambiare in base alla temperatura (non ti serve saperlo per i calcoli, ma potrebbe capitare una domanda al test su questo).

COME SI CALCOLA IL LOGARITMO NEGATIVO

• Se hai a che fare con una

Concentrazione di H del tipo 10^-3, per prima cosa vai a impostare la formuletta per calcolare il pH.

Ph= -log (1 x 10^-3) = - log (10^-3)

In questo caso, dato che hai 10 elevato a un numero, ti basta portare fuori dalla parentesi l'esponente del 10 (qui è -3) e cambiarlo di segno perché si tratta di un logaritmo negativo.

Ph= 3

Si tratta quindi di pH acido.

H = 10^-4

Ph=-log(10^-4)

Porta fuori il 4 e cambialo di segno.

Ph = 4

Ph acido, perché < 7.

LOGARITMI CHE CONVIENE IMPARARE A MEMORIA

Non sempre siamo così fortunati da avere come concentrazione un esponente del 10 che non sia moltiplicato da un numero.

Conviene quindi imparare a memoria questi pochi logaritmi a memoria, non solo per calcolare il ph ma anche per fare a mente qualche quiz di matematica.

Logaritmo in base 10 base x

Log 10 1 = 0

Log 10 2 = 0.3

Log 10 3 = 0.5

Log 10 3.5 = 0.55

Log 10 4 = 0.6

Log 10 5 = 0.7

Log 10 7 = 0.84

Log 10 8 = 0.9

Log 10 9 = 0.95

= 1

Log 10 10

1CAFARELLI A. (NON DIFFONDERE IL FILE)

• Se li impari a memoria potrai anche scomporre ( secondo le proprietà dei logaritmi) numeri più grandi in questi numeri presenti nella tabella, ti faccio qualche esempio.
• Ricorda: log x y = log x + log y
• Log 10 = log 2 x 5 = log 2 + log 5 = 0.3 + 0.7 = 1
• Log 50 = log 5 x 10 = log 5 + log 10 = 0.7 + 1 = 1.7

KA E FORZA DI ACIDI E BASI

• Ka= costante acida, è una misura dell'acidità del composto. Per avere un'idea del Ph si fa pka (logaritmo negativo della Ka).
• Kb= costante basica, misura della basicità di un composto.
• Più Ka e Kb sono basse, più gli acidi o le basi saranno deboli. Vedi CH3COOH dopo.
• Kw= costante di (auto)dissociazione dell'acqua (water). Kw (a 25°C) = Ka x Kb = 10 ^ -14
• Da Kw mi ricavo Ka o Kb in base al valore dell'altra costante a disposizione.
• Ka= Kw / Kb= (10^-14)/Kb
• Kb=Kw/Ka= (10^-14)/Ka.
• Kw (a 25°C) =

[H+][OH-]=[H3O+][OH-]=1 x 10^-14

CAFARELLI A. (NON DIFFONDERE IL FILE)

Si formano OH e H nella stessa quantità, il PH risulta perciò essere neutro.

• Nota: H30+ e H+ sono la stessa cosa, ma spesso si scrive H3O+ per gli acidiche , reagendo con H2O, liberano un protone che si lega all'acqua, formando H3O+.

• Acidi forti: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HCl04.

• Un acido fortissimo (ph di poco superiore a 0) tingerà l'indicatore dibordeaux-rosso scuro , un acido forte di rosso.

• Acidità aumenta scendendo lungo il settimo gruppo della tavola periodica.

• Acidi deboli: ad esempio l'acido acetico (CH3COOH), che ha una Ka di 1.76x 10 ^-5 (che corrisponde a un Ph di 4.75).

• Un acido debole (ph che tende a 7) tingerà l'indicatore di arancione.

• Basi forti: NAOH, LiOH, KOH, Ca(OH)2 , Sr(OH)2, Ba(OH)2, ossidi di metalli alcalino-terrosi (secondo gruppo della tavola periodica).

• Una base forte colorerà

l'indicatore di blu, una base meno forte di verde.

H₂O è neutra, ha PH=7.

FORMULA DI HENDERSON-HASSELBACH

PH= pKa + log (Concentrazione di Base/Concentrazione di acido= pKa -(concentrazione acido/concentrazione base).

Spesso al posto della concentrazione, se il volume nella molarità della base edell'acido è uguale , si usano le moli al posto della concentrazione.

pKa= logaritmo negativo di Ka (costante acida). Si può calcolare a mente con le tecniche in questo file.

CAFARELLI A. (NON DIFFONDERE IL FILE)

CALCOLARE PH PER ACIDI O BASI DEBOLI

Per calcolare il Ph di acidi deboli posso usare 2 modi.

1) PRIMO MODO

[H+]= radice quadrata di (Ca x Ka)

pH= -log [H+]

2) SECONDO MODO

Questo sfrutta il fatto che la radice quadrata è equivalente all'esponente ½ a cui si eleva tutto ciò che si trova sotto la radice quadrata.

PH= ½ (pKa – logCa)

La stessa cosa vale per il calcolo del pOH delle basi deboli.

Le uniche cose che cambiano sono queste: bisogna considerare la concentrazione di OH invece che quella dei protoni e devi usare Kb invece di Ka.

CALCOLARE - LOGARITMO DEL TIPO 1.3 x 10 ^ -3 A MENTE (O QUASI)

• Nei test non chiederanno di calcolare il risultato preciso di un logaritmo negativo simile, ma è meglio conoscere il metodo per poterlo approssimare meglio.
• -log (1.3 x. 10 ^ - 3) = 2.89