Изворни код странице PH вредност

{{lowercase title}}
{| align=right style="border: 2px dotted black; margin: 0 0 0.5em 1em;"
<caption>-{pH}- вредности различитих производа</caption>
! Производи || -{pH}- вредност
|-
| Киселе отпадне воде у рудницима ||bgcolor=#BB0000|<center>-3,6 – 1,0
|- 
| Акумулаторска киселина ||bgcolor=#CC0000|<center>< 1,0
|-
| [[Желудачна киселина]] ||bgcolor=#FF0000|<center>2,0
|-
| [[Лимун]] ||bgcolor=#FF3300|<center>2,4
|-
| [[Газирано пиће|Газирана пића]] ||bgcolor=#FF6600|<center>2,5
|-
| [[Сирће]] ||bgcolor=#FF9900|<center>2,9
|-
| [[Сок]] од [[Наранџа|поморанџе]] или од [[Јабука|јабуке]] ||bgcolor=#FFCC00|<center>3,5
|-
| [[Пиво]] ||bgcolor=yellow|<center>4,5
|-
| [[Кафа]] ||bgcolor=yellow|<center>5,0
|-
| [[Чај]] ||bgcolor=yellow|<center>5,5
|-
| [[Кисела киша]] ||bgcolor=#CCFF00|<center>< 5,6
|-
| [[Млеко]] ||bgcolor=#339933|<center>6,5
|-
| [[Вода]] ||bgcolor=green|<center>7,0
|-
| [[Пљувачка]] здраве особе ||bgcolor=green|<center>6,5 – 7,4
|-
| [[Крв]] ||bgcolor=#009966|<center>7,34 – 7,45
|-
| [[Морска вода]] ||bgcolor=#006699|<center><font color=#FFFFFF>8,0
|-
| Сапун за руке ||bgcolor=blue|<center><font color=#FFFFFF>9,0 – 10,0
|-
| [[Амонијак]] за кућну употребу ||bgcolor=blue|<center><font color=#FFFFFF>11,5
|-
| [[Варикина]] ||bgcolor=#0000CC|<center><font color=#FFFFFF>12,5
|-
| Кућни растварач за уклањање талога у кан. цевима ||bgcolor=#000099|<center><font color=#FFFFFF>13,5
|}
{{Киселине и базе}}

'''-{pH}- вредност''' је мера активности [[водоник]]ових [[јон]]а (-{H}-<sup>+</sup>) у [[раствор]]у и на тај начин одређује да ли је дати раствор киселог или базног карактера. -{pH}- вредност је [[бездимензиона величина]], и за поређење се користи -{pH}- логаритамска скала која обухвата вредности од 0 до 14. За киселе растворе -{pH}- вредност је мања од 7 (-{pH}- < 7,0), а за базне је већа од 7 (-{pH}- > 7,0).<ref name="РајковићАналитичкаХемија">{{РајковићАналитичкаХемија}}</ref><ref name="isbn0-03-005938-0">{{Cite book |author1=Holler, F. James | last2 = Skoog | first2 = Douglas A. | last3 = West | first3 = Donald M. |title=Fundamentals of analytical chemistry |url=https://archive.org/details/fundamentalsofan0000skoo |publisher=Saunders College Pub |location=Philadelphia |year=1996 |pages= |isbn=978-0-03-005938-4|oclc= |doi= |accessdate=}}</ref> За неутралан раствор -{pH}- је 7. Мера аналогна овој за концентрацију [[хидроксидни јон|хидроксидних јона]] у раствору је -{[[pOH]]}-.

-{pH}- је приближно негативни [[логаритам]] базе 10 [[molarna koncentracija|моларне концентрације]], изражене у јединицама [[мол (јединица)|мол]] по литру, [[vodonični jon|водоничних јона]]. Прецизније то је негативни логаритам базе 10 [[Thermodynamic activity|активности]] водоничног јона.<ref name="Bates">Bates, Roger G. ''Determination of pH: theory and practice''. Wiley, 1973.</ref> На 25&nbsp;°-{C}-, раствори са -{pH}- мањим од 7 су кисели, а раствори са -{pH}- већим од 7 су [[база (хемија)|базни]]. Неутралне вредности -{pH}- зависе од температуре, тако да су ниже од 7 ако се повећа температура. [[Вода (молекул)|Чиста вода]] је неутрална, има -{pH}- 7 на (25&nbsp;°-{C}-), те није ни кисела ни базна. Супротно популарном веровању, -{pH}- вредности могу да буду мање од 0 или веће од 14 за веома јаке киселине и базе.<ref>{{cite journal | last = Lim | first = Kieran F. | year = 2006 | title = Negative pH Does Exist | journal = Journal of Chemical Education | volume = 83 | issue = 10 | pages = 1465 | doi=10.1021/ed083p1465| bibcode = 2006JChEd..83.1465L }}</ref>

Мерења -{pH}- вредности су важна у [[agronomija|агрономији]], медицини, хемији, третману воде, и многим другим видовима примене. -{pH}- скала се може [[Traceability|пратити]] до сета стандардних раствора чије -{pH}- вредности су успостављене међународним договором.<ref name="covington"/> Примарне стандардне вредности -{pH}- су одређене користећи [[галвански елемент|концентрациону ћелију са преносом]], путем мерења разлике потенцијала између [[Standard hydrogen electrode|водоничне електроде]] и стандардне електроде као што је [[silver chloride electrode|сребро хлоридна електрода]]. -{pH}- вредност водених раствора се може мерити помоћу [[стаклена електрода|стаклене електроде]] и [[pH meter|-{pH}- метра]], или [[pH indikator|индикатора]].

Тренутно постоје три теорије које описују [[кiselo-bazna reakcija|кисело-базне реакције]]: [[Кiselo-bazna reakcija|Аренијусова]], [[Brensted-Laurijeva teorija kiselina i baza|Бронстед-Лауријева]] и [[Luisove kiseline i baze|Луисова]] при одређивању -{pH}-.

== Историја ==

Концепт -{pH}- вредности је први увео [[данци|дански]] хемичар [[Søren Peder Lauritz Sørensen|Серен Петер Лавриц Серенсен]] радећи у [[Carlsberg Laboratory|Карлсберговој лабораторији]] 1909. године<ref>{{cite journal | last = Sørensen | first = S. P. L. | year = 1909 | title = Über die Messung und die Bedeutung der Wasserstoffionenkonzentration bei enzymatischen Prozessen | url = | journal = Biochem. Zeitschr | volume = 21 | issue = | pages = 131–304 }} Two other publications appeared in 1909 one in French and one in Danish</ref> и ревидиран у модерни -{pH}- 1924. године да се прилагодио дефиницијама и мерењима у погледу електрохемијских ћелија. У првој публикацији, нотација је имала „-{H}-” као подскрипт слова „-{p}-”, као што је: -{p<sub>H</sub>}-.

Тачно значење слова „-{p}-” у „-{pH}-” је спорно, мада према Карлсберговој фондацији, -{pH}- означава „[[степеновање|експонент]] водоника”.<ref name="Sor">{{cite web |url=http://www.carlsberggroup.com/Company/heritage/Research/Pages/pHValue.aspx |title=Carlsberg Group Company History Page |publisher=Carlsberggroup.com |accessdate=7. 5. 2013 |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20140118043012/http://www.carlsberggroup.com/Company/heritage/Research/Pages/pHValue.aspx |archivedate=18. 1. 2014 |df=dmy-all }}</ref> Такође је предложено да „-{p}-” ознапава [[немачки језик|немачко]] -{''Potenz''}- (са значењем „степен”), други наводе [[француски језик|француско]] -{''puissance''}- (које такође значи „степен”, на бази чињенице да је у Карлсберговој лабораторији француски био говорни језик). Још једна сугестија је да „-{p}-” означава [[латински језик|латински термине]] -{''pondus hydrogenii''}- (количина водоника), -{''potentia hydrogenii''}- (капацитет водоника), или потенцијал водоника. Такође је напоменуто да је Серенсен користио слова „-{p}-” и „q” (често кориштени пар слова у математици) да једноставно обележи тест раствор (-{p}-) и референтни раствор (q).<ref>{{cite journal|last=Myers|first=Rollie J.|title=One-Hundred Years of pH|url=https://archive.org/details/sim_journal-of-chemical-education_2010-01_87_1/page/30|journal=Journal of Chemical Education|volume=87 |issue=1|pages=30–32 |year=2010|doi=10.1021/ed800002c|bibcode = 2010JChEd..87...30M }}</ref> У данашње време у [[хемија|хемији]], слово -{p}- означава „децимални [[cologarithm|кологаритам]] од”, и исто тако се користи у термину -{p''K''<sub>a</sub>}-, којим се означава [[konstanta disocijacije kiseline|константе дисоцијације киселина]].<ref name="Jens">{{cite journal|doi=10.1016/S0968-0004(99)01517-0|pmid=10637613| last = Nørby | first = Jens |year=2000|title=The origin and the meaning of the little p in pH|url=https://archive.org/details/sim_trends-in-biochemical-sciences_2000-01_25_1/page/36|journal=Trends in Biochemical Sciences|volume= 25|issue=1|pages=36–37}}</ref>

Бактериолог [[Alice Catherine Evans|Алис К. Еванс]], позната по утицају њеног рада на [[млекар]]ство и [[food safety|безбедност хране]], приписала је заслуге Вилијаму Мансфилду Кларку и сарадницима (један од којих је и она била) за развој метода -{pH}- мерења током 1910-их, који су након тога имали знатан утицај на лабораторијску и индустријску примену. У њеним мемоарима, она не помиње колико су много, или мало, Кларк и сарадници знали о Серенсеновом раду од неколико година раније.<ref name="Evans-Memoirs">{{cite web |last=Evans |first=Alice C. |author-link=Alice Catherine Evans |year=1963 |title=Memoirs |url=https://history.nih.gov/archives/downloads/aliceevans.pdf |website=NIH Office of History |publisher=National Institutes of Health Office of History |accessdate=27. 3. 2018 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171215000804/https://history.nih.gov/archives/downloads/aliceevans.pdf |archive-date=15. 12. 2017 |url-status=dead }}</ref>{{rp|10}} Она је изјавила:
<blockquote>У тим студијама [бактеријског метаболизма] Др. Кларкова пажња је била усмерена на ефекат киселине на раст бактерија. Он је открио да интензитет киселине у смислу концентрације водоникових јона утиче на њихов раст. Међутим постојећи методи за мерење киселости одређивали су количину, а не интензитет, киселине. Затим је са својим сарадницима др. Кларк развио прецизне методе за мерење концентрације водоничних јона. Ти методи су заменили непрецизни титрациони метод одређивања киселинског садржаја у биолошким лабораторијама широм света. Они су исто тако утврдили да је тај метод применљив у многим индустријским и другим процесима, где је и нашао широку примену.<ref name="Evans-Memoirs"/>{{rp|10}}</blockquote>

Први [[електроника|електронски]] метод за мерење -{pH}- је изумео [[Arnold Orville Beckman|Арнолд Орвил Бекман]], професор на [[Kalifornijski tehnološki institut|Калифорнијском технолошком институту]] 1934. године.<ref>{{cite web|title=ORIGINS: BIRTH OF THE PH METER|url=https://eands.caltech.edu/origins-birth-of-the-ph-meter/|website=CalTech Engineering & Science Magazine|accessdate=11. 3. 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20181106180207/https://eands.caltech.edu/origins-birth-of-the-ph-meter/|archive-date=6. 11. 2018|url-status=dead|df=}}</ref> То је био одговор на захтев локално узгајивача цитруса, предузеће [[Sunkist Growers, Incorporated|-{Sunkist}-]], коме је био потребан бољи метод за брзо тестирање -{pH}- вредности лимуна које су они брали у оближњим воћњацима.<ref>{{cite web|last=Tetrault|first=Sharon|title=The Beckmans|url=https://books.google.com/?id=nf0DAAAAMBAJ&pg=PA96&lpg=PA96&dq=ph+caltech+beckman+sunkist#v=onepage&q=ph%20caltech%20beckman%20sunkist&f=false|website=Orange Coast|publisher=Orange Coast Magazine|accessdate=11. 3. 2018|date=јун 2002}}</ref>

== Дефиниција ==
=== -{pH}- ===
-{pH}- је негативни декадни логаритам концентрације позитивних водоникових јона. Иако је -{pH}- вредност [[бездимензиона величина]], њена скала није произвољна. -{pH}- вредност се мери на основу активности [[водоник]]ових јона у раствору. Формула за рачунање вредности је<ref name="Atkins7th">{{Atkins7th}}</ref>:
: '''<math>\mbox{pH} = -\log_{10} [{H^+}]</math>'''
-{[H<sup>+</sup>]}- означава активност -{H}-<sup>+</sup> јона (или прецизније написано -{[H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>]}-, еквивалент водоникових јона, измерених у јединици моларности, односно број водоникових јона једног [[литар|литра]] датог раствора. -{Log}-<sub>10</sub> означава [[логаритам]] са базом од 10, тако да се -{pH}- вредност дефинише на логаритамској скали киселости. На пример, раствор са -{pH}-=8,2 ће имати -{[H<sup>+</sup>]}- активност 10<sup>−8,2</sup> -{mol/L}-, односно 6,31 × 10<sup>−9</sup> -{mol/L}-. Док, раствор са -{[H<sup>+</sup>]}- концентрацијом јона од 4,5 × 10<sup>−4</sup> -{mol/L}- ће имати -{pH}- вредност од −log<sub>10</sub>(4,5 × 10<sup>−4</sup>) или 3,35. За чисту воду -{pH}- вредност од 7 означава да је раствор неутралан, јер се у води налази исти број -{H}-<sup>+</sup> јона и -{OH}-<sup>−</sup> јона, са једнаким концентрацијама од 1×10<sup>−7</sup> -{mol/L}-.

-{pH}- се дефинише као децимални [[логаритам]] реципрочне [[activity (chemistry)|активности]] [[vodonični jon|водоничног јона]], -{''a''<sub>H</sub>+}-, у раствору.<ref name="covington">{{cite journal|doi=10.1351/pac198557030531|last=Covington|url=http://www.iupac.org/publications/pac/1985/pdf/5703x0531.pdf|first=A. K.|last2=Bates|first2=R. G.|last3=Durst|first3=R. A.|title=Definitions of pH scales, standard reference values, measurement of pH, and related terminology|journal=Pure Appl. Chem.|year=1985|volume=57|pages=531–542|issue=3|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070924235637/http://www.iupac.org/publications/pac/1985/pdf/5703x0531.pdf|archivedate=24. 09. 2007|df=dmy-all|access-date=20. 02. 2019}}</ref>

:<math chem>\ce{pH} = - \log_{10}(a_\ce{H+}) = \log_{10}\left(\frac 1 {a_\ce{H+}} \right) </math>

На пример, за раствор са активношћу водоничног јона од {{math|5×10<sup>−6</sup>}} (на том нивоу, ово је есенцијално број молова водоничних јона по литру раствора) добија се {{math|1/(5×10<sup>−6</sup>) {{=}} 2×10<sup>5</sup>}}, и стога тај раствор има -{pH}- вредност од {{math|log<sub>10</sub>(2×10<sup>5</sup>) {{=}} 5.3}}. Примера ради може се напоменути да су масе мола воде, мола водоничних јона, и мола [[хидроксид|хидроксидних јона]] респективно 18 -{g}-, 1 -{g}-, и 17 -{g}-, и да количина од 10<sup>7</sup> мола чисте (-{pH}- 7) воде, или 180 тона (18×10<sup>7</sup> -{g}-), садржи око 1 -{g}- [[elektrolitska disocijacija|дисоцираних]] водоничних јона (или 19 -{g}- -{H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>}- [[hidronijum|хидронијум]] јона) и 17 -{g}- хидроксидних јона.

-{pH}- вредност зависи од температуре. На пример на 0&nbsp;°-{C}- -{pH}- чисте воде је 7,47. На 25&nbsp;°-{C}- је 7,00, а на 100&nbsp;°-{C}- је 6,14.

Ова дефиниција је усвојена јер [[Ion selective electrode|јонско-селективне електроде]], које се користе за мерење -{pH}- вредности, одговарају на активност. Идеално, електродни потенцијал, -{''E''}-, следи [[Nernst equation|Нернстову једначину]], која за водонични јон може да буде написана као

:<math chem> E = E^0 + \frac{RT}{F} \ln(a_\ce{H+})=E^0 - \frac{2.303 RT}{F} \ce{pH}</math>

где је -{''E''}- мерени потенцијал, -{''E''}-<sup>0</sup> је стандардни електродни потенцијал, -{''R''}- је [[гасна константа]], -{''T''}- је температура у [[Келвин]]има, -{''F''}- је [[Фарадејева константа]]. За -{H}-<sup>+</sup> број пренесених електрона је један. Електродни потенцијал је пропорционалан са -{pH}- кад је -{pH}- дефинисано у смислу активности. Прецизно мерење -{pH}- је описано у Међународном стандарду [[ISO 31-8]] на следећи начин:<ref>Quantities and units – Part 8: Physical chemistry and molecular physics, Annex C (normative): pH. [[Међународна организација за стандардизацију|International Organization for Standardization]], 1992.</ref> [[Галвански елемент|Галванска ћелија]] је подешена да мери [[електромоторна сила|електромоторну силу]] (e.m.f.) између референтне електроде и електроде сензитивне на активност водоничног јона када су оне обе потопљене у неки водени раствор. Референтна електрода може да буде [[silver chloride electrode|сребро хлоридна електрода]] или [[Saturated calomel electrode|каломелна електрода]]. Електрода селективна за водонични јон је [[standard hydrogen electrode|стандардна водоникова електрода]].

:<span class="texhtml">Референтна електрода | концентровани раствор -{KCl}- || тест раствор | -{H}-<sub>2</sub> | -{Pt}-</span>

Прво, ћелија је испуњена раствором познате активности водоничног јона и мери се електромоторна сила, -{''E''<sub>S</sub>}-. Затим се мери електромоторна сила, ''E''<sub>X</sub>, исте ћелије са раствором непознате pH вредности.

:<math chem>\ce{pH(X)} = \ce{pH(S)}+\frac{E_\ce{S} - E_\ce{X} }{z}</math>

Разлика вредности између две мерене електромоторне силе је пропорционална са -{pH}-. Овим методом калибрације се избегава потреба за познавањем стандардног електродног потенцијала. Константа пропорционалности, 1/''z'' је идеално једнака са <math>\frac{1}{2.303RT/F}\ </math>, „Нернстовим нагибом”.

Да би се овај процес применио у пракси, користи се [[стаклена електрода]] уместо незграпне водоничне електроде. Комбинована стаклена електрода има уграђену референтну електроду. Она је калибрисана у односу на [[Пуфер|пуферске растворе]] познате активности водоничног јона. [[Међународна унија за чисту и примењену хемију|IUPAC]] је предложио употребу сета пуферних раствора познатих -{H}-<sup>+</sup> активности.<ref name="covington"/> Два или више пуферских раствора се користе да би се прилагодило чињеници да се „нагиб” може донекле разликовати од идеалног. Да би се имплементирао овај калибрациони приступ, електрода се прво урони у стандардни раствор и очитавање на [[pH meter|-{pH}- метру]] се подеси тако да је једнако са стандардном пуферском вредношћу. Очитавање из другог стандардног раствора пуфера се затим подешава, користећи контролу „нагиба”, тако да буде једнако са -{pH}- вредношћу датог раствора. Додатне информације у дате у [[Међународна унија за чисту и примењену хемију|IUPAC]] препоруци.<ref name="covington"/> Кад се користи више од два пуферна раствора електрода се калибрише уклапањем уочених -{pH}- вредности на праву линију у односу на стандардне пуферске вредности. Комерцијална стандардна пуферска решења обично имају доступне информације о вредности на 25&nbsp;°-{C}- и о корекционим факторима који се користе за друге температуре.

== Одређивање ==
-{pH}- вредност се може једноставно и брзо одредити универзалном индикаторским папиром (уском траком филтер папира која је претходно третирана раствором смеше различитих индикатора). Мерно подручје универзалног индикаторског папира износи од 0 до 14 -{pH}- јединица. На кутији универзалног индикатора налази се обојена (стандардизована) скала са означеним нумеричким вредностима -{pH}- поред сваке боје.

Начин одређивања -{pH}- уз помоћ индикаторског папира је веома једноставан. Универзални индикатор се зарони пар минута у испитивани раствор, извади. Након вађења сачека се десетак секунди да се папир осуши. На крају се упореди промена боје на папиру са бојом на скали. Тамо где се боје слажу прочита се на скали нумеричка -{pH}--вредност испитиваног раствора.

== Види још ==
* [[Јонски производ воде]]
* [[Konstanta disocijacije kiseline|-{pKa}-]]
* [[pH-метар|-{pH}--метар]]

== Референце ==
{{reflist|30em}}

== Литература ==
{{Литература|30em}}
* {{Cite book | ref= harv |author=Albert A. |author2=Serjeant, E.P.|title=The Determination of Ionization Constants: A Laboratory Manual |publisher=Chapman & Hall|year=1971 |isbn=978-0-412-10300-1}} (Previous edition published as {{cite book |title=Ionization constants of acids and bases |location=London (UK) |publisher=Methuen |year=1962}})
* {{Cite book | ref= harv|title=Chemical Principles: The Quest for Insight |author=Atkins P.W. |author2=Jones, L. |year=2008|edition=4th |publisher=W.H. Freeman|isbn=978-1-4292-0965-6}}
* {{Housecroft3rd}} (Non-aqueous solvents)
* {{Cite book | ref= harv|author=Hulanicki A.|title=Reactions of Acids and Bases in Analytical Chemistry |publisher=Horwood|year=1987 |isbn=978-0-85312-330-9}} (translation editor: Mary R. Masson)
* {{Cite book | ref= harv|author=Perrin D.D. |author2=Dempsey, B. |author3=Serjeant, E.P. |title=pKa Prediction for Organic Acids and Bases | url= https://archive.org/details/pkapredictionfor0000perr|publisher=Chapman & Hall|year=1981 |isbn=978-0-412-22190-3}}
* {{Cite book | ref= harv|author1=Holler, F. James | last2 = Skoog | first2 = Douglas A. | last3 = West | first3 = Donald M. |title=Fundamentals of analytical chemistry | url= https://archive.org/details/fundamentalsofan0000skoo|publisher=Saunders College Pub |location=Philadelphia |year=1996 |isbn=978-0-03-005938-4|oclc= |doi= |accessdate=}}
{{Литература крај}}

== Спољашње везе ==
{{Commonscat|PH|pH}}
* -{[https://web.archive.org/web/20180929070151/http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/ph.html The pH Scale]}-
* -{[http://www.chem1.com/acad/webtext/pdf/c1xacid2.pdf Chem1 Virtual Textbook, Acid-base Equilibria and Calculations]}-
* -{[http://chemistry.about.com/library/weekly/aa012803a.htm Red Cabbage pH Indicator] {{Wayback|url=http://chemistry.about.com/library/weekly/aa012803a.htm |date=20090124193908 }}}-
* -{[http://www.engineeringtoolbox.com/food-ph-d_403.html Food and Foodstuff – pH Values]}-
* -{[http://www.aqion.onl Online pH Calculator for about 100 inorganic Acids, Bases, and Salts]}-

{{Нормативна контрола}}

{{СОРТИРАЊЕ:Ph}}
[[Категорија:Хемија киселина и база]]
[[Категорија:Хидроксиди]]
[[Категорија:Киселине]]
[[Категорија:Јединице за мерење]]
[[Категорија:Индикатор]]
[[Категорија:Индикатори квалитета воде]]