Litterae pH dimidiae sub aqua in poculo stant, et solutio super eas colorem mutat ut indicator universalis, a rubro per flavum et viridem ad caeruleum et violaceum. E burette gutta cadit, circulus per superficiem diffunditur, e fundo bullae surgunt, agitator vertitur, globulus electrodi vitrei lucet. Instrumentum in angulo numerum ostendit, et nota in taenia indicatoria infra ad eandem cellam pervenit.
Charta unitatis
chemia et officina tabula 1/1 · rec. 2026-09Exponens hydrogenii pH
Magnitudo extra SI · magnitudo: aciditas solutionis, logarithmus sine dimensione activitatis ionum hydrogenii
Scala logarithmica quae unitatem non habet
Anno 1909 chemicus Danus Søren Sørensen in officina zythi Carlsberg perscrutabatur quomodo enzyma ab aciditate musti penderent, et cotidie concentrationes velut 0,000 000 1 moles in litro notabat. Taedio nullas numerandi affectus proposuit ut loco ipsius numeri solus exponens sine signo minus scriberetur, ita ut una decies millionesima pars in simplicem septenarium verteretur, et ex eo tempore aciditas numero metitur post quem nulla unitas stat.
Haec scriptura commoda est sed fallax: gradus unius unitatis mutationem decuplam significat, quare solutio pH 3 non tertia parte acidior est quam solutio pH 5, sed centies, et duo valores pH nec addi nec mediari possunt. Si aequalia volumina solutionum pH 2 et pH 4 miscentur, non 3 sed 2,30 efficitur, quia ipsae concentrationes adduntur et logarithmus a summa sumitur.
Folium ostendit quomodo pH in titratione se gerat, cur septem neutrum sit tantum viginti quinque gradibus, et cur magnitudo quam quisque aquarii cultor metitur etiam nunc stricte metiri non possit sine pacto quid activitas unius ionis habeatur.
Scribitur parvo p et magno H, semper hoc ordine et sine spatio: pH, non PH nec Ph, quia littera parva operationem, magna elementum chemicum significat. Numerus post signum ponitur, ut in temperatura graduum: pH 7,40, nec ulla unitas post eum scribitur.
pH neque concentratio acidi est neque eius vis: acetum et acidum hydrochloricum eiusdem concentrationis pH 2,9 et 1,0 dant, et solutio tamponans multum acidi continere potest et tamen numerum fere neutrum ostendere. Ne cum pKa quidem confundatur, quod ipsius acidi est neque pendet a quanto infusum sit, cum pH solutionis sit.
01 · Definitio
logarithmus · activitas · punctum neutraleExponens hydrogenii pH est logarithmus decimalis signo mutato activitatis ionum hydrogenii in solutione. Activitas sine dimensione est, quia ad concentrationem normalem unius molis in litro refertur, ideoque et ipse logarithmus sine dimensione est: pH nulla unitate metitur, sed numero tantum exprimitur.
In solutionibus dilutis activitas fere cum concentratione congruit, et tum pH directe ex molibus in litro computari potest, cum in solutionibus concentratis et in aqua marina iones inter se impediant et differentia inter concentrationem et activitatem decimas partes unitatis attingat. Aqua ipsa paulum in iones hydrogenii et hydroxidi dissolvitur, productum activitatum earum ad 25 °C est 10⁻¹⁴, et neutra dicitur solutio in qua utrorumque par copia est, id est pH 7.
Productum ionicum aquae cum temperatura celeriter crescit, quare punctum neutrale in fervore ad 6,13 descendit et ad nullum gradum ad 7,47 ascendit; solutio pH 7 ad 50 °C iam leviter basica est, quamquam numerus idem mansit.
Duae guttae quae poculum recolorant
A sinistra e burette titrans in poculum cum 25 millilitris solutionis stillat; liquor indicatore universali secundum pH suum praesens tinctus est, et instrumentum in angulo numerum ostendit. A dextra curva titrationis crescit: pars peracta linea crassa colore indicatoris pingitur, reliqua linea tenui cana punctata; linea punctata transversa est punctum neutrale pH 7, erecta punctum aequivalentiae, ubi tantum titrantis additum est quantum toti acido aut basi opus est.
Misce pH 2 et pH 4 — non tria fient
In litro solutionis pH 2 centesima pars molis ionum hydrogenii est, in litro pH 4 decies millesima, ita ut post mixtionem in duobus litris 0,0101 moles sint, id est 0,00505 in litro, quod est pH 2,30. Solutio acida effectum fere totum determinat, minus acida tantum dilutionem addit, ideoque pH medium plurium speciminum, ut media simplex in relationem scriptum, semper de acidissimo eorum falsum dicit.
02 · Conversio
concentrationes · substantiae · temperaturaA numero in instrumento ad moles in litro
Inscribe pH, concentrationem ionum hydrogenii aut hydroxidi aut pOH, et folium cetera omnia computabit, solutionem cum substantiis notis comparabit et ostendet ubi punctum neutrale alia temperatura iaceat. In omnibus tabulis solutio eadem est; mutatur tantum id quocum comparatur.
Regula memoriae: quaeque unitas pH mutatio decupla concentrationis est, quaeque 0,3 unitatis duplex.
Conversio activitatem concentrationi aequam ponit, quod verum est tantum in solutionibus dilutis; in aqua marina, sanguine et acidis fortibus correctio coefficientis activitatis responsum una aut duabus decimis movet. Valores pH substantiarum typici sunt, non normativi: in suco citri, coffea et pluvia discrimen a specimine ad specimen dimidiam unitatem attingit.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Instrumenta metiendi
charta · vitrum · platinum · tamponiaQuo ion hydrogenii capitur
Arcus caelestis in taenia
Indicator universalis est mixtura plurium pigmentorum, quorum quodque in suo angusto intervallo colorem mutat, ita ut una totam scalam a rubro ad violaceum tingant. Taenia in solutionem mergitur, solutio per chartam ascendit, et color oculo cum scala impressa comparatur; accuratio circiter una unitas est, sed responsum uno momento paratum est nec ullo instrumento eget.
Vitrum quod acidum sentit
Tenuis globulus ex vitro peculiari in superficie tumescit, et iones hydrogenii cum strato eius hydratato commutantur, ita ut inter solutionem interiorem et exteriorem differentia potentialis oriatur. Ad 25 °C ea 59,16 millivoltibus in singulas unitates pH mutatur, et calefactione clivus crescit, quare probum pH-metrum semper etiam temperaturam metitur.
Nihil totius electrochemiae
Lamina platini nigro platini spongioso obducta hydrogenio sub pressione unius bar perluitur, et in ea aequilibrium inter gas et iones hydrogenii solutionis constituitur. Tale electrodum incommodum et morosum est, sed potentiale eius sine interpretibus ipsi formulae definitionis respondet, et eo ipso tamponia primaria probantur, ad quae omnia electroda vitrea mundi calibrantur.
Tria pocula ante quamque mensuram
Electrodum vitreum senescit, et nihilum eius ac clivus labuntur, quare ante opus instrumentum tamponiis pH noti probatur, plerumque 4,01, 7,00 et 10,01 ad 25 °C, et secundum ea linea recta denuo ducitur. Instrumentum sine tali calibratione numerum cum duabus decimis ostendit, sed secunda honesta est tantum donec electrodum in solutionem ignotam transfertur.
05 · Regulae scribendi
signum ante numerum · sine unitate · cum temperaturaNumerus post signum, nulla unitas
Signum pH ante numerum ponitur, ut nomen scalae, non post eum ut unitas, et iuxta valorem accuratum temperatura indicatur qua obtentus est.
Prima linea a dextra signum post numerum ponit, quasi pH unitas esset, secunda magnum P scribit, quod in chemia nihil significat, tertia exponenti moles in litro tribuit, quamquam moles in concentratione tantum vivunt. Quarta logarithmum in centesimas convertit, ita ut descensus 0,3 modicus videatur, quamquam iones hydrogenii dimidiati sunt, quinta «unitates» non exstantes addit, sexta logarithmos mediat ubi concentrationes mediandae sunt.
06 · Unitates finitimae
concentratio · logarithmus · quantitasSub logarithmo pH iacet concentratio in molibus in litro, ipse logarithmus eum decibeli cognatum facit, qui pariter decem ordines in brevem scalam comprimit, et moles manet sola unitas SI per quam pH omnino cum systemate coniungitur.
Ipsa concentratio cuius logarithmus sumitur, et in qua numeratur quantum acidi infusum sit.
Item logarithmus sine dimensione, sed rationis potentiarum et cum multiplicatore decem.
Quantitas substantiae, per quam pH cum Systemate Internationali Unitatum coniungitur.
07 · Pars historica
tabularium · a zythi officina ad IUPACQuomodo nullae in scalam versae sint
{title}
{text}
Quattuor gradus qui in uno folio non capiuntur
Altitudo columnae est concentratio ionum hydrogenii in scala vulgari, non logarithmica, pro pH 1, 2, 3 et 4. Quaeque columna sequens decies humilior est quam praecedens, et quarta vix iam cernitur; margo eas per vices circumit.
Sørensen logarithmum non pulchritudinis causa elegit, sed quia aliter magnitudines quibus utebatur in nulla charta caperentur: septem gradus a pH 1 ad pH 7 scalam linearem decies milies millies extenderent.
Magnitudo quae sine pacto metiri non potest
Definitio de activitate unius ionis hydrogenii loquitur, sed thermodynamica tantum producta activitatum ionum signi contrarii metiri potest, quia solutio semper electrice neutra est neque singulus ion ex ea eximi potest. Stricte igitur secundum definitionem nullum instrumentum pH metitur; accessibilis est tantum magnitudo in quam una cum hydrogenio ion chloridi intrat.
Hiatus pacto clauditur: secundum conventionem Bates–Guggenheim coefficiens activitatis ionis chloridi simplici formula theoriae solutionum computatur, deinde cella Harnedi cum electrodis hydrogenii et argenti-chloridi argenti sine iunctura liquida valores primarios pH pro aliquot tamponiis exemplaribus praebet. Omnes ceterae mensurae in Terra his tamponiis per catenam calibrationum nituntur.
Ita in quoque numero pH, praeter ipsam mensuram, etiam pactum inest, et duae officinae ad centesimas unitatis consentiunt non quia eandem naturam metitae sint, sed quia eandem conventionem acceperint et ad eadem tamponia calibratae sint.