PH: Porovnání verzí

'''pH''' (anglicky ''{{Jaz|en|potential of hydrogen}}, ''lat. ''{{Jaz|la|pondus hydrogenia''}}, tj. „potenciál vodíku“), též '''vodíkový exponent''' je číslo, kterým v [[chemie|chemii]] vyjadřujeme, zda vodný roztok reaguje [[kyseliny|kysele]] či naopak [[zásada (chemie)|zásaditě]] (alkalicky). Jedná se o [[logaritmická stupnice|logaritmickou stupnici]] s rozsahem hodnot od 0 do 14 (pro většinu [[voda|vodných]] roztoků, roztoky silných kyselin a zásad či jiné než vodné roztoky mohou nabývat jiných hodnot); přitom neutrální [[voda]] má pH při standardních podmínkách rovno 7. U kyselin je pH menší než sedm – čím menší číslo, tím „silnější“ kyselina; naopak zásady mají pH > 7, čím větší číslo, tím „silnější“ zásada.

[[Soubor:PH indicator paper.jpg|leftnáhled|thumbupright|Vliv pH na zbarvení indikačního papírku]]

kde ''a'' značí [[Aktivita (chemie)|aktivitu]] [[Ion|iontu]] (H₃O⁺). pH nabývá hodnot od 0 do 14 (platí pro většinu vodných roztoků při 25 °C). Chemicky čistá [[voda]] má při pokojové teplotě pH 7 (při 100 °C zhruba 6), [[kyseliny]] < 7, [[Zásada (chemie)|zásady]] > 7.

Ve vodném roztoku je vždy kromě molekul H₂O také určité množství oxoniových kationtů H₃O⁺ (přesněji [H(H₂O)₄]⁺) a hydroxylových aniontů OH^-. Součin koncentrací obou těchto iontů je ve vodných roztocích za konstantních podmínek vždy konstantní, je označován jako '''[[Autoionizace vody|iontový součin vody]]''' a pro standardní podmínky nabývá hodnoty 10^-14. V čisté vodě je látková koncentrace obou iontů stejná: 10^-7. To odpovídá pH = 7. Kyselost vzniká přebytkem H₃O⁺. Zvýšení jejich koncentrace na stonásobek, tedy 10^-5, odpovídá pH = 5. Zásaditost je přebytek hydroxylových iontů na úkor oxoniových. Je-li v roztoku např. 1000× více OH^- než ve vodě, klesne koncentrace iontů H₃O⁺ na 10^-10, což odpovídá pH = 10.

=== Instrumentální metody měření pH ===

[[Soubor:Zilverchloridereferentie- en PH-glaselektrode.jpg|right|thumbnáhled|upright=0.35|Skleněná měrná a kalomelová referenční elektroda]]

Kyselost měřeného roztoku určuje elektrický potenciál měrné skleněné elektrody. Základní část skleněné elektrody tvoří tenkostěnná miniaturní baňka ze speciálního skla. Vnitřní objem baňky je naplněn pufrem, tedy roztokem o konstantním pH. Vnější povrch baňky je ve styku s měřeným roztokem a rovnováha mezi hydroxoniovými ionty ve zkoumaném roztoku a ionty v povrchu skla způsobují změnu elektrického potenciálu elektrody.

Elektrický potenciál mezi měrnou a referentní elektrodou je měřen citlivým [[voltmetr]]em, který musí vykazovat vysoký vstupní [[elektrický odpor|odpor]] (minimální požadavek je 10¹⁴ Ω, kvalitní přístroje mají parametry o řád až dva lepší). Komerčně dodávané přístroje - pH-metry současně převádějí měřené napětí mezi elektrodami přímo na hodnotu pH, kterou zobrazují digitálně na displeji.

Teoreticky platí, že změna pH o jeden řád (např. z pH 6 na pH 7) vyvolá změnu potenciálu skleněné elektrody o 59 mV. V praxi je však potenciálový rozdíl individuálně měřen pro konkrétní elektrodu pomocí roztoků o přesně definovaném pH, [[pufr]]ů. Naměřený potenciálový rozdíl (např. pufru o pH = 4 a pH = 7) pak slouží ke kalibraci elektrody a zpřesnění výsledných údajů.

V současné době patří potenciometrické měření pH k velmi kvalitně i komerčně zvládnutým instrumentálním technikám. Na trhu je celá řada přístrojů špičkové kvality, umožňujících měření pH s rozlišením na 0,01 až 0,001 jednotky pH. Současně jsou však k dispozici cenově dostupné přístroje pro měření v terénu (úpravny a čističky odpadních vod, monitoring kyselosti zásobních roztoků v průmyslu…), které sice nedosahují špičkové přesnosti měření, ale umožňují velmi rychlé a snadné získání terénních dat.