pH harfleri bir beherde yarı yarıya suyun altında duruyor ve üstlerindeki çözelti, evrensel bir indikatör gibi kırmızıdan sarı ve yeşil üzerinden maviye ve mora renk değiştiriyor. Büretten bir damla düşüyor, yüzeyde bir halka yayılıyor, dipten kabarcıklar yükseliyor, karıştırıcı dönüyor, cam elektrodun ucundaki küre parlıyor. Köşedeki cihaz bir sayı gösteriyor, alttaki indikatör şeridindeki işaret de aynı kareye kayıyor.
Birim sayfası
kimya ve laboratuvar künye 1/1 · rev. 2026-09pH değeri pH
SI dışı büyüklük · büyüklük: çözeltinin asitliği, hidrojen iyonu aktivitesinin boyutsuz logaritması
Birimi olmayan logaritmik bir ölçek
1909'da Danimarkalı kimyager Søren Sørensen, Carlsberg bira fabrikasının laboratuvarında enzimlerin şıranın asitliğine nasıl bağlı olduğunu inceliyor ve her gün litrede 0,000 000 1 mol gibi derişimler kaydediyordu. Sıfır saymaktan bıkınca, sayının kendisi yerine yalnızca eksi işareti atılmış üssün yazılmasını önerdi; böylece on milyonda bir basit bir yediye dönüştü ve o günden beri asitlik, arkasında hiçbir birim durmayan bir sayıyla ölçülüyor.
Bu yazım kullanışlı ama aldatıcıdır: bir birimlik adım on katlık bir değişim demektir, bu yüzden pH 3 olan bir çözelti pH 5 olandan üçte bir değil yüz kat daha asidiktir ve iki pH değeri ne toplanabilir ne de ortalaması alınabilir. pH 2 ve pH 4 çözeltilerinden eşit hacimler karıştırıldığında 3 değil 2,30 elde edilir, çünkü toplanan derişimlerin kendisidir ve logaritma toplamdan alınır.
Sayfa, pH'ın titrasyonda nasıl davrandığını, yedinin neden yalnızca yirmi beş derecede nötr olduğunu ve her akvaryumcunun ölçtüğü büyüklüğün, tek bir iyonun aktivitesinin ne sayılacağına dair bir uzlaşma olmadan neden hâlâ kesin olarak ölçülemediğini gösteriyor.
Küçük p ve büyük H ile, her zaman bu sırayla ve boşluksuz yazılır: pH, PH ya da Ph değil, çünkü küçük harf bir işlemi, büyük harf ise bir kimyasal elementi gösterir. Sayı, derece cinsinden sıcaklıktaki gibi işaretten sonra gelir: pH 7,40, ve arkasına hiçbir birim yazılmaz.
pH bir asidin ne derişimi ne de kuvvetidir: aynı derişimdeki sirke ve hidroklorik asit pH 2,9 ve 1,0 verir, bir tampon ise çok asit içerip yine de neredeyse nötr bir sayı gösterebilir. pKa ile de karıştırılmamalıdır: pKa asidin kendisine aittir ve ne kadar döküldüğüne bağlı değildir, pH ise çözeltiye aittir.
01 · Tanım
logaritma · aktivite · nötr noktapH değeri, çözeltideki hidrojen iyonlarının aktivitesinin ters işaretli onluk logaritmasıdır. Aktivite boyutsuzdur, çünkü litrede bir mollük standart derişime göre alınır; bu yüzden logaritmanın kendisi de boyutsuzdur: pH hiçbir birimle ölçülmez, yalnızca bir sayıyla ifade edilir.
Seyreltik çözeltilerde aktivite derişimle neredeyse çakışır ve pH doğrudan litredeki mollerden hesaplanabilir; derişik çözeltilerde ve deniz suyunda ise iyonlar birbirini engeller ve derişim ile aktivite arasındaki fark birimin onda birlerine ulaşır. Suyun kendisi de biraz hidrojen ve hidroksit iyonlarına ayrışır; 25 °C'de aktivitelerinin çarpımı 10⁻¹⁴'tür ve her ikisinden eşit miktarda bulunan çözeltiye nötr denir, yani pH 7.
Suyun iyonlar çarpımı sıcaklıkla hızla büyür; bu yüzden nötr nokta kaynamada 6,13'e iner, sıfır derecede ise 7,47'ye çıkar. pH 7 olan bir çözelti 50 °C'de, sayı aynı kalsa da, zaten hafif baziktir.
Beheri yeniden boyayan iki damla
Solda bir büretten 25 mililitre çözelti bulunan bir behere titrant damlıyor; sıvı, o anki pH'ına göre evrensel indikatörle renklenmiş ve köşedeki cihaz sayıyı gösteriyor. Sağda titrasyon eğrisi büyüyor: geçilen kısım indikatör renginde kalın çizgiyle, kalanı ince gri noktalı çizgiyle çizilmiş; yatay noktalı çizgi nötr nokta pH 7, dikey olan ise asidin ya da bazın tamamına yetecek kadar titrantın tam olarak eklendiği eşdeğerlik noktasıdır.
pH 2 ile pH 4'ü karıştırın — üç çıkmaz
pH 2 olan bir litre çözeltide molün yüzde biri kadar hidrojen iyonu vardır, pH 4 olan bir litrede on binde biri; böylece karıştırma sonrası iki litrede 0,0101 mol, yani litrede 0,00505 mol bulunur ve bu pH 2,30'dur. Asidik çözelti sonucu neredeyse tamamen belirler, daha az asidik olan yalnızca seyreltme katar; bu yüzden birkaç numunenin ortalama pH'ı, bir rapora basit ortalama olarak yazıldığında, en asidik olanı hakkında hep yanlış söyler.
02 · Dönüşüm
derişimler · maddeler · sıcaklıkCihazdaki sayıdan litredeki mollere
pH'ı, hidrojen ya da hidroksit iyonu derişimini veya pOH'ı girin; sayfa geri kalan her şeyi hesaplasın, çözeltiyi bilinen maddelerle karşılaştırsın ve başka bir sıcaklıkta nötr noktanın nerede olduğunu göstersin. Tüm sekmelerde çözelti aynıdır; yalnızca karşılaştırıldığı şey değişir.
Akılda tutulacak kural: her pH birimi derişimde on katlık, her 0,3 birim ise iki katlık bir değişimdir.
Hesaplama aktiviteyi derişime eşit kabul eder; bu yalnızca seyreltik çözeltiler için doğrudur. Deniz suyunda, kanda ve kuvvetli asitlerde aktivite katsayısı düzeltmesi sonucu onda bir ya da iki kaydırır. Maddelerin pH değerleri tipiktir, normatif değildir: limon suyu, kahve ve yağmurda numuneden numuneye fark yarım birime ulaşır.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Ölçüm aletleri
kâğıt · cam · platin · tamponlarHidrojen iyonu neyle yakalanır
Şeritte bir gökkuşağı
Evrensel indikatör, her biri kendi dar aralığında renk değiştiren birkaç boyanın karışımıdır; birlikte tüm ölçeği kırmızıdan mora boyarlar. Şerit çözeltiye daldırılır, çözelti kâğıtta yükselir ve renk gözle basılı ölçekle karşılaştırılır; doğruluk yaklaşık bir birimdir, ama cevap bir saniyede hazırdır ve hiçbir cihaz gerektirmez.
Asidi hisseden cam
Özel camdan yapılmış ince bir küre yüzeyinden şişer ve hidrojen iyonları onun hidratlı katmanıyla yer değiştirir; böylece iç ve dış çözelti arasında bir potansiyel farkı oluşur. 25 °C'de her pH birimi için 59,16 milivolt değişir, ısıtıldığında eğim artar; bu yüzden düzgün bir pH metre her zaman sıcaklığı da ölçer.
Bütün elektrokimyanın sıfırı
Süngerimsi platin siyahıyla kaplı bir platin levha bir bar basınçta hidrojenle yıkanır ve üzerinde gaz ile çözeltideki hidrojen iyonları arasında bir denge kurulur. Böyle bir elektrot hantal ve kaprislidir, ama potansiyeli aracısız olarak tanımlayıcı formülün kendisine uyar; dünyadaki bütün cam elektrotların kalibre edildiği birincil tamponlar da tam olarak onunla belgelendirilir.
Her ölçümden önce üç beher
Cam elektrot yaşlanır, sıfırı ve eğimi kayar; bu yüzden cihaz işe başlamadan önce pH'ı bilinen tamponlarla, genellikle 25 °C'de 4,01, 7,00 ve 10,01 ile denetlenir ve doğru bunlara göre yeniden çizilir. Böyle bir kalibrasyon yapılmamış cihaz iki ondalıklı bir sayı gösterir, ama ikinci ondalık yalnızca elektrot bilinmeyen bir çözeltiye taşınana kadar dürüsttür.
05 · Yazım kuralları
işaret sayıdan önce · birimsiz · sıcaklıklaSayı işaretten sonra, birim yok
pH işareti, bir birim gibi sayıdan sonra değil, bir ölçeğin adı gibi sayıdan önce yazılır; kesin bir değerin yanında da elde edildiği sıcaklık belirtilir.
Sağdaki ilk satır işareti, pH bir birimmiş gibi sayının arkasına koyar; ikincisi kimyada hiçbir anlamı olmayan büyük P yazar; üçüncüsü ise mol ancak derişimde yaşadığı hâlde üsse litrede mol ekler. Dördüncüsü logaritmayı yüzdeye çevirir, öyle ki hidrojen iyonları yarıya inmiş olsa da 0,3'lük düşüş mütevazı görünür; beşincisi var olmayan «birimler» ekler; altıncısı ise derişimlerin ortalamasının alınması gereken yerde logaritmaların ortalamasını alır.
06 · Komşu birimler
derişim · logaritma · madde miktarıpH'ın logaritmasının altında litrede mol cinsinden bir derişim yatar; logaritmanın kendisi onu, onlarca mertebeyi kısa bir ölçeğe aynı şekilde sıkıştıran desibelin akrabası yapar; mol ise pH'ın sisteme bağlandığı tek SI birimi olarak kalır.
Logaritması alınan derişimin ta kendisi; ne kadar asit döküldüğü de onunla hesaplanır.
O da boyutsuz bir logaritma, yalnızca güç oranının ve on çarpanlı.
pH'ın Uluslararası Birimler Sistemi'ne bağlandığı madde miktarı.
07 · Tarihsel bölüm
arşiv · bira fabrikasından IUPAC'aSıfırlar nasıl ölçek oldu
{title}
{text}
Tek sayfaya sığmayan dört basamak
Sütunun yüksekliği, pH 1, 2, 3 ve 4 için sıradan, logaritmik olmayan ölçekte hidrojen iyonu derişimidir. Her sonraki sütun bir öncekinden on kat daha alçaktır ve dördüncüsü artık zor görünür; çerçeve onları sırayla dolaşır.
Sørensen logaritmayı güzellik için seçmedi; aksi hâlde üzerinde çalıştığı büyüklükler hiçbir kâğıda sığmazdı: pH 1'den pH 7'ye yedi basamak, doğrusal bir ölçeği on milyon kat uzatırdı.
Uzlaşma olmadan ölçülemeyen bir büyüklük
Tanım tek bir hidrojen iyonunun aktivitesinden söz eder, ama termodinamik yalnızca zıt yüklü iyonların aktivitelerinin çarpımını ölçebilir, çünkü çözelti her zaman elektriksel olarak nötrdür ve ondan tek bir iyon çıkarılamaz. Dolayısıyla tanıma kesin olarak bakıldığında hiçbir cihaz pH'ı ölçmez; erişilebilir olan yalnızca hidrojenle birlikte klorür iyonunun da girdiği bir büyüklüktür.
Boşluk bir uzlaşmayla kapatılır: Bates-Guggenheim uzlaşımına göre klorür iyonunun aktivite katsayısı çözelti kuramının basit bir formülüyle hesaplanır, ardından hidrojen ve gümüş-gümüş klorür elektrotlu, sıvı bağlantısız Harned hücresi birkaç referans tampon için birincil pH değerlerini verir. Dünyadaki tüm diğer ölçümler bir kalibrasyon zinciri yoluyla bu tamponlara dayanır.
Böylece her pH sayısında ölçümün kendisinin yanı sıra bir uzlaşma da vardır ve iki laboratuvar birimin yüzde birlerine kadar aynı doğayı ölçtükleri için değil, aynı uzlaşımı benimseyip aynı tamponlara göre kalibre oldukları için uyuşur.