Poate cea mai importantă legătură între pH și concentrație este că pH-ul este prin natura sa o măsură a concentrației ionilor de hidrogen dintr-o soluție dată. Compușii cu valori ridicate ale pH-ului sunt bazici sau alcalini, în timp ce cei cu valori mai mici sunt acizi. Citirile variază între zero și paisprezece, media, șapte, fiind pH neutru. Proprietățile acizilor și bazelor sunt determinate atât de pH, cât și de concentrația moleculelor de acid și bază dintr-o soluție. Ca atare, cele două concepte merg neapărat mână în mână. Este dificil să vorbim despre pH-ul unei anumite soluții fără a înțelege concentrația elementelor pe care le conține, iar cunoașterea defalcării concentrației anumitor compuși aruncă în mod necesar lumină asupra pH-ului acesteia. Chimiștii și cercetătorii le calculează de obicei împreună.
Înțelegerea pH-ului în general
În linii mari, pH-ul este o măsurare a concentrației ionilor de hidrogen din orice soluție dată. S-a sugerat pe scară largă că literele „p” și „h” reprezintă „puterea hidrogenului”, deși acest lucru nu este bine stabilit în comunitatea științifică. Ceea ce este stabilit, însă, este importanța universală a pH-ului; ca măsură, este folosit în tot felul de aplicații chimice și matematice și este important pentru o mare varietate de procese, de la fabricarea alimentelor până la crearea de medicamente.
Pe o scară logaritmică
Toate soluțiile au un pH specific și sunt făcute cu un solvent, de obicei apă, și un dizolvat, care se dizolvă ușor în solventul ales. Utilizarea unei scale logaritmice pentru pH ajută la menținerea scării mici, păstrând în același timp informațiile valoroase pe care le reprezintă scala de pH. O legătură între pH și concentrația ionilor de hidrogen este că împreună permit utilizarea unei scale logaritmice. Cu cât pH-ul este mai mic, cu atât ionii de hidrogen sunt mai concentrați, deoarece pH-ul măsoară logaritmul negativ al concentrației ionilor de hidrogen, ceea ce înseamnă că 0.1 concentrație de ioni este una pe scara pH-ului și 0.001 este trei.
Un alt mod de a gândi la acest lucru este că pH-ul și concentrația devin conectate liniar printr-un factor de zece, iar pH-ul se modifică cu un factor de unu atunci când concentrația ionilor de hidrogen se modifică cu un factor de zece. Se spune că relația normală este exponențială și această conexiune ajută la evitarea ecuațiilor plictisitoare care implică niveluri mai înalte de matematică. Acest lucru schimbă automat relația curbă într-o relație liniară în care se aplică matematică simplă. Linia dreaptă poate face previziunile, relațiile dintre diferite concentrații și calculele ușor de vizualizat.
Asemănări de calcul
O altă legătură între pH și concentrație este că ambele sunt calculate într-un mod similar. Concentrația soluției măsoară cât de mult dintr-un anumit atom sau moleculă este prezent în comparație cu întreaga soluție. pH-ul este o măsurare specială a concentrației care ia în considerare câți ioni de hidrogen sunt într-o soluție în comparație cu orice altceva. Majoritatea celorlalte calcule de concentrație nu folosesc scala pH. Mulți folosesc o unitate numită Molaritate, care este cantitatea de atomi sau molecule disponibile pe litru de solvent.
Ca degrade de schimbare
Împreună, pH-ul și concentrația determină modificări previzibile ale proprietăților oricărui acid sau soluție de bază dată. Acest lucru poate fi demonstrat prin încălzirea atât a unui solvent dizolvat într-o substanță dizolvată, cum ar fi apa sărată, cât și a unui solvent pur până la fierbere. Temperatura la care o soluție începe să fiarbă va fi diferită, astfel încât proprietățile de transformare din lichid în gaz sunt modificate prin creșterea concentrației de dizolvat. Într-o ordine similară, este posibil fie creșterea temperaturii de fierbere, fie scăderea temperaturii de congelare a unei soluții. De exemplu, adăugarea unei cantități mici de sare bicarbonat face acest lucru în apă prin creșterea concentrației de sare de bază și creșterea numărului de pH.