ความแตกต่างระหว่าง pH และความเป็นด่างคืออะไร?
1. แนวคิดของ pH
ค่า pH หรือที่เรียกว่าดัชนีความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนและค่ากรดเบสคือระดับของกิจกรรมของไฮโดรเจนไอออนในสารละลาย ซึ่งเป็นการวัดความเป็นกรดและด่างของสารละลายตามปกติ "H" ใน "pH" หมายถึงไฮโดรเจนไอออน (H บวก ) และมีหลายทฤษฎีเกี่ยวกับแหล่งที่มาของ "p" แนวคิดของการอ้างถึงโลกเคมีคือการเติม p หน้าปริมาณไร้มิติเพื่อแสดงลอการิทึมเชิงลบของปริมาณ
ค่า pH เป็น "หน่วยลอการิทึม" ตัวเลขแต่ละตัวแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของค่าความเป็นกรดของน้ำ 10-เท่าตัว น้ำที่มีค่า pH 5 มีค่าเป็นกรด 10 เท่าของน้ำที่มีค่า pH 6
ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน สารละลายในน้ำที่มีค่า pH=7 (เช่น: น้ำบริสุทธิ์จะมีค่าเป็นกลาง เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนและไฮดรอกไซด์ไอออนที่แตกตัวเป็นไอออนตามธรรมชาติด้วยน้ำที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (ผลิตภัณฑ์ไอออน ของน้ำ) ค่าคงที่คือ 1×10-14 เสมอ และความเข้มข้นของไอออนทั้งสองคือ 1×10-7mL ค่า pH น้อยกว่า 7 แสดงว่าความเข้มข้นของ H บวกมากกว่า ของ OH- ดังนั้น สารละลายจึงเป็นกรดแก่ และค่า pH มากกว่า 7 หมายความว่า H บวก ความเข้มข้นของ OH- น้อยกว่าของ OH- ดังนั้น สารละลายจึงมีความเป็นด่างสูง ดังนั้น ยิ่งมีขนาดเล็ก ค่า pH ยิ่งมีความเป็นกรดของสารละลายมาก ค่า pH ยิ่งสูง ค่าความเป็นด่างของสารละลายยิ่งแรง
2. แนวคิดของความเป็นด่าง
ความเป็นด่างหมายถึงปริมาณรวมของสารในน้ำที่สามารถทำให้กรดแก่เป็นกลางได้ สารดังกล่าวรวมถึงเบสแก่ เบสอ่อน เบสแก่และเกลืออ่อน และอื่น ๆ ในทำนองเดียวกัน ความเป็นด่างในน้ำธรรมชาติส่วนใหญ่เกิดจากไบคาร์บอเนต (ไบคาร์บอเนต ไบคาร์บอเนต เหมือนกันด้านล่าง) คาร์บอเนตและไฮดรอกไซด์ ซึ่งไบคาร์บอเนตเป็นรูปแบบหลักของความเป็นด่างในน้ำ แหล่งกำเนิดมลพิษที่ทำให้เกิดความเป็นด่างส่วนใหญ่เป็นน้ำเสียที่ระบายออกจากอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตกระดาษ การพิมพ์และย้อมสี อุตสาหกรรมเคมี และการชุบโลหะ และการสูญเสียผงซักฟอก ปุ๋ย และยาฆ่าแมลงระหว่างการใช้งาน
ความเป็นด่างและความเป็นกรดเป็นตัวบ่งชี้สำคัญในการตัดสินคุณภาพน้ำและควบคุมการบำบัดน้ำเสีย ความเป็นด่างยังใช้กันทั่วไปในการประเมินความสามารถในการกักเก็บน้ำและความสามารถในการละลายและความเป็นพิษของโลหะในนั้น คำจำกัดความของค่าอัลคาลินิตีรวมมักใช้ในงานวิศวกรรม ซึ่งโดยทั่วไปมักแสดงค่าความเข้มข้นที่เทียบเท่ากับแคลเซียมคาร์บอเนต
3. ความแตกต่างและความสัมพันธ์ระหว่าง pH และความเป็นด่าง
จากมุมมองเชิงแนวคิด pH และความเป็นด่างไม่ใช่สิ่งเดียวกัน และความหมายที่แท้จริงก็แตกต่างกันเช่นกัน ไม่มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่าง pH และความเป็นด่าง น้ำ (หรือสารละลาย) ที่มีความเป็นด่างเท่ากันอาจไม่จำเป็นต้องมีค่า pH เท่ากัน ในทางกลับกัน น้ำ (หรือสารละลาย) ที่มีค่า pH เท่ากัน ไม่จำเป็นต้องมีความเป็นด่างเท่ากัน
เหตุผลคือค่า pH สะท้อนโดยตรงถึงปริมาณของ H บวกหรือ OH- ในน้ำ ในขณะที่ค่าความเป็นด่างไม่ได้รวมถึงค่า OH- เท่านั้น แต่ยังรวมถึงปริมาณของสารที่เป็นด่าง เช่น CO3-2 และ HCO{{3} }. ตัวอย่างเช่น: สารละลาย NaOH ที่มีความเป็นด่าง 0.1mol/L, pH=13; NH3-สารละลาย H2O ที่มีความเป็นด่าง 0.1mol/L, pH=11; สารละลาย NaHCO3 ที่มีความเป็นด่าง 0.1mol/L, pH=8.3
แม้ว่าจะไม่มีความสอดคล้องกันอย่างชัดเจนระหว่างค่าความเป็นด่างและค่า pH แต่ในทางปฏิบัติ ยิ่งมีค่าความเป็นด่างสูง ค่า pH ที่สอดคล้องกันก็จะยิ่งสูงขึ้น ยิ่งค่าความเป็นด่างต่ำ ค่า pH ที่สอดคล้องกันก็จะยิ่งต่ำลง ยิ่งค่าความเป็นด่างสูง ค่า pH ที่สอดคล้องกันก็จะยิ่งสูงขึ้น ช่วยในการบัฟเฟอร์ได้มากขึ้น ยิ่งค่าความเป็นด่างต่ำ ความสามารถในการบัฟเฟอร์ของสารละลาย pH ก็จะยิ่งต่ำ!
