La diluizione è una tecnica di laboratorio comune che la maggior parte degli studenti di scienze incontra quando vogliono raggiungere una concentrazione specifica di una soluzione. Ma è anche ciò che fai quando aggiungi acqua al cibo e alle bevande a casa per renderli più di tuo gradimento. La diluizione influisce su molte proprietà di una soluzione, incluso 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 calcolare l'effetto pH della diluizione, determinare la concentrazione di ioni idrogeno e convertirla in pH usando una semplice formula di lavoro.
Significato della diluizione

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

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

Lo stesso vale per valori di pH superiori a 7. Ogni valore è dieci volte più alcalino del successivo intero inferiore valore. Ad esempio, il pH 9 è dieci volte più alcalino del pH 8 e 100 volte più alcalino del pH 7. L'acqua pura o distillata ha un pH di 7, ma quando si aggiungono sostanze chimiche all'acqua, la soluzione può diventare acida o 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 una bassa concentrazione di ioni H + hanno un pH elevato.
Diluizione di 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 di pH della soluzione verso 7, rendendolo meno acido. Tuttavia, il livello di pH di una soluzione acida non può superare 7, poiché l'acqua che aggiungi per diluire non è alcalina.
Diluire un alcali

Le sostanze alcaline includono ammoniaca, lievito e candeggina. La diluizione di un alcalino riduce la concentrazione di ioni OH- (aq), il che riduce il livello di pH della soluzione verso 7, rendendolo meno alcalino. Tuttavia, il livello di pH di una soluzione alcalina non può diventare inferiore a 7, poiché l'acqua che aggiungi per diluire 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 di pH è pH \u003d - log [H +], dove [H +] è la molarità degli ioni idrogeno. Un logaritmo di un numero è semplicemente l'esponente quando scrivi quel numero come una potenza di dieci. La definizione di pH risolto per la molarità di ioni idrogeno è quindi [H +] \u003d 10-pH. Ad esempio, la molarità degli ioni idrogeno in una soluzione 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 diluisci la soluzione a quattro volte il suo volume originale, la concentrazione sarà ridotta 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 riconvertire la concentrazione di ioni idrogeno in pH usando pH \u003d - log [H +].