Surhetsgraden, dvs. koncentrationen av vätejoner \( \left[\mathrm{H}^{+}\right] \)(eg. oxoniumjoner) i mol/dm \( { }^{3} \), anges inom kemin med pH-värdet. Sambandet mellan pH och vätejonkoncentrationen är \( \mathrm{pH}=-\mathrm{lg}\left[\mathrm{H}^{+}\right] \) a) Beräkna pH om \( \left[\mathrm{H}^{+}\right]=0,006 \mathrm{~mol} / \mathrm{dm}^{3} \). b) Visa att sambandet kan skrivas \( \left[\mathrm{H}^{+}\right]=10^{-\mathrm{pH}} \) c) Beräkna \( \left[\mathrm{H}^{+}\right] \)om pH \( =1,5 \). d) Hur många gånger högre är koncentrationen av vätejoner i en lösning med pH \( =2 \) jämfört med \( \mathrm{pH}=5 \) ?

För att beräkna pH från vätejonkoncentrationen \( \left[\mathrm{H}^{+}\right]=0,006 \, \mathrm{mol/dm^{3}} \), använder vi formeln: \[ \mathrm{pH} = -\mathrm{lg}(0,006) \approx 2,22 \] När vi skriver \( \left[\mathrm{H}^{+}\right]=10^{-\mathrm{pH}} \) uttrycker vi vätejonkoncentrationen i relation till pH-värdet, vilket hjälper oss beräkna koncentrationen när vi bara har pH-värdet tillgängligt. För att beräkna \( \left[\mathrm{H}^{+}\right] \) när pH är 1,5 använder vi samma formel: \[ \left[\mathrm{H}^{+}\right] = 10^{-1,5} \approx 0,0316 \, \mathrm{mol/dm^{3}} \] För att ta reda på hur många gånger högre vätejonkoncentrationen är i en lösning med pH 2 jämfört med pH 5, beräknar vi koncentrationerna: \[ \left[\mathrm{H}^{+}\right] \text{ vid } pH 2 = 10^{-2} = 0,01 \, \mathrm{mol/dm^{3}}, \quad \left[\mathrm{H}^{+}\right] \text{ vid } pH 5 = 10^{-5} = 0,00001 \, \mathrm{mol/dm^{3}} \] Därför är \(\frac{0,01}{0,00001} = 1000\), vilket innebär att koncentrationen av vätejoner vid pH 2 är 1000 gånger högre än vid pH 5.