Hoe bereken je de pH van zure en basische oplossingen??

Ik leg het nu even uit voor een zuur, omdat dat denk ik het gemakkelijkste is om te begrijpen.
Je hebt sterke en zwakke zuren.
Bij een sterk zuur is het best gemakkelijk
Bijvoorbeeld
HCl -> H+ + CL-
Al het opgeloste zuur laat zijn H+'jes los.
Dus als je weet dat je 0,25M HCl hebt als oplossing doe je gewoon
pH = -log[H+]
pH = -log[0,25] = 0,6
Maar bij een zwak zuur zit dit net iets anders.
Ik neem nu bijvoorbeeld azijnzuur.
C2H3COOH <--> H+ + C2H3COO-
Dit is namelijk een evenwicht reactie, het azijnzuur laat maar enkele H+'jes los. Dus als je 0,25M azijnzuur hebt, heb je nog niet 0,25M H+'jes.
Maar dit is wel te bepalen, er is namelijk een bepaalde waarden voor alle zuren en bazen die de K-waarden heet.
Deze zegt in feiten hoeveel H+'jes hij af geeft. Voor zuren wordt de Ka (a voor acid) gebruikt en voor bazen wordt Kb gebruikt (b voor base).
De Ka van azijnzuur is bijvoorbeeld 1,74 E-5.
Dit vul je vervolgens in een formule
De formule bepaald de concentratie als de reactie in evenwicht is.
De officiële formule is best lastig.
Als je een reactie hebt:
cAB <--> aA + bB
Dan luidt de formule:
Ka=([A]^a*[B]^b])/([AB]^c])
In het geval van azijnzuur is dat
Ka=([H+]*[C2H3COO-])/([C2H3COOH])

In deze formule weten we de Ka en de concentratie azijnzuur. We willen de concentratie H+ weten.
Goed wat weten we nog meer.. De reactie.
C2H3COOH <--> H+ + C2H3COO-
Voor de reactie: 0,25 M 0 M 0 M
Tijdens ": -x M +x M +x M
Na ": 0,25-x M 0+x M 0+x M
Laten we nu alles invullen in de formule

1,74E-5 = ([0+x]*[0+x])/([0,25-x)]
1,74E-5 = (x^2)/([0,25-x)]
1,74E-5 * (0,25-x) = x^2
4,35E-6 - 1,74E-5 * x = x^2
x^2 + 1,74E-5 * x - 4,35E-6 = 0
Goed, nu moet je gewoon de ABC-formule toepassen
die luidt:
(-b +/- wortel(b^2 - 4ac))/2a = x
goed.. vul die in en je krijgt een antwoord voor de + en -.
de antwoorden zijn: 2,1E-3 en -2,1E-3
In dit geval is het 2,1E-3 omdat een min getal in deze berekening onzin is.
We hadden net bepaald dat de concentratie H+ gelijk staat aan 0+x, dus x.
en x = 2,1E-3 M
dus die vul je in
pH = -log[H+]
pH = -log(2,1E-3) = 2,7

Voor meer informatie of verschillende K-waarden zie de bron. :)