La diluizione è una tecnica di laboratorio comune che la maggior parte degli studenti di scienze incontra quando desidera raggiungere una concentrazione specifica di una soluzione. Ma è anche quello che fai quando aggiungi acqua al cibo e alle bevande a casa per renderle più a tuo piacimento. La diluizione influenza molte proprietà di una soluzione, compreso il suo livello di pH.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

La diluizione rende una soluzione acida più alcalina e una soluzione alcalina più acida . Per determinare l'effetto del pH della diluizione, si determina la concentrazione di ioni idrogeno e si converte in pH usando una semplice formula di lavoro.

Significato della diluizione

Per diluire una soluzione acquosa, basta semplicemente aggiungere acqua ad esso. Ciò aumenta la proporzione del solvente o del materiale liquido per la diluizione rispetto a quella del soluto o del componente disciolto nel solvente. Ad esempio, se si diluisce l'acqua salata, la soluzione conterrà la stessa quantità di sale, ma la quantità di acqua aumenterà.

Significato del pH

La scala del pH misura quanto sia acida o alcalina la sostanza è Funziona da 0 a 14, con un pH di 7 neutro, un pH inferiore a 7 essendo acido e un pH superiore a 7 essendo alcalino. La scala è logaritmica, il che significa che ogni valore di pH intero inferiore a 7 è dieci volte più acido del valore immediatamente superiore. Ad esempio, pH 3 è dieci volte più acido di pH 4 e 100 volte più acido di pH 5.

Lo stesso vale per valori di pH superiori a 7. Ogni valore è dieci volte più alcalino di quello inferiore successivo valore. Ad esempio, pH 9 è dieci volte più alcalino di pH 8 e 100 volte più alcalino di pH 7. L'acqua pura o distillata ha un pH di 7, ma quando si aggiungono sostanze chimiche all'acqua, la soluzione può diventare sia acida che alcalina. Il livello di pH di una soluzione è una misura della sua concentrazione di ioni idrogeno. Le soluzioni con un'alta concentrazione di ioni idrogeno hanno un pH basso e le soluzioni con basse concentrazioni di ioni H + hanno un pH elevato.

Diluire un acido

Le sostanze acide includono caffè nero, acido della batteria e succo di limone. La diluizione di un acido riduce la concentrazione di ioni H + (aq), il che aumenta il livello del pH della soluzione verso 7, rendendolo meno acido. Tuttavia, il livello di pH di una soluzione acida non può diventare maggiore di 7, perché l'acqua che aggiungi per diluirlo non è alcalina.

Diluire un alcali

Le sostanze alcaline includono ammoniaca, lievito e candeggiare. La diluizione di un alcale diminuisce la concentrazione di ioni OH- (aq), il che riduce il livello del pH della soluzione verso 7, rendendolo meno alcalino. Tuttavia, il livello di pH di una soluzione alcalina non può diventare inferiore a 7, perché l'acqua aggiunta per diluirlo non è acida.

Calcolo dell'effetto pH della diluizione

Il livello di pH di una soluzione è una misura della sua concentrazione di ioni idrogeno. Le soluzioni con un'alta concentrazione di ioni idrogeno hanno un pH basso e le soluzioni con una bassa concentrazione di ioni H + hanno un pH elevato. Una semplice definizione operativa del pH è pH = - log [H +], dove [H +] è la molarità degli ioni idrogeno. Un logaritmo di un numero è semplicemente l'esponente quando scrivi quel numero come un potere di dieci. La definizione di pH risolto per molarità di ioni idrogeno è quindi [H +] = 10-pH. Ad esempio, la molarità degli ioni idrogeno in una soluzione di pH 6 è 10 ^{-6 M. Utilizzare questo calcolo per stimare la concentrazione di ioni idrogeno prima della diluizione.}

Dopo la diluizione, misurare il nuovo volume della soluzione. Ad esempio, se si diluisce la soluzione a quattro volte il suo volume originale, la concentrazione si ridurrà a un quarto. Se il volume originale è V1 e il volume totale dopo la diluizione è V4, la concentrazione finale sarà V1 /V4 volte la concentrazione originale. È quindi possibile convertire nuovamente la concentrazione di ioni idrogeno in pH utilizzando pH = - log [H +].