Možda je najvažnija veza između pH i koncentracije ta što je pH po svojoj prirodi mjera koncentracije vodikovih iona u danoj otopini. Spojevi s visokim pH vrijednostima su bazični ili alkalni, dok su oni s nižim vrijednostima kiseli. Očitavanja variraju između nula i četrnaest, pri čemu je prosjek, sedam, neutralan pH. Svojstva kiselina i baza određuju se i pH i koncentracijom molekula kiseline i baze u otopini. Kao takva, ova dva koncepta nužno idu ruku pod ruku. Teško je govoriti o pH dane otopine bez nekog razumijevanja koncentracije elemenata u njoj, a poznavanje koncentracijske razgradnje određenih spojeva nužno baca svjetlo na njen pH. Kemičari i istraživači obično izračunavaju to dvoje zajedno.
Općenito razumijevanje pH vrijednosti
Općenito govoreći, pH je mjerenje koncentracije vodikovih iona u bilo kojoj otopini. Naširoko se sugeriralo da slova “p” i “h” označavaju “snagu vodika”, iako to nije čvrsto utemeljeno u znanstvenoj zajednici. Međutim, ono što je utvrđeno je univerzalna važnost pH; kao mjera koristi se u svim vrstama kemijskih i matematičkih primjena, a važan je za širok raspon procesa, od proizvodnje hrane do stvaranja lijekova.
Na logaritamskoj skali
Sve otopine imaju specifičan pH i prave se s otapalom, obično vodom, i otopljenom tvari koja se lako otapa u odabranom otapalu. Korištenje logaritamske ljestvice za pH pomaže zadržati ljestvicu malom uz zadržavanje vrijednih informacija koje pH skala predstavlja. Jedna veza između pH i koncentracije vodikovih iona je da zajedno omogućuju korištenje logaritamske ljestvice. Što je niži pH, to su ioni vodika koncentrirani, jer pH mjeri negativan log koncentracije vodikovih iona, što znači da je koncentracija iona 0.1 jedan na pH skali, a 0.001 tri.
Drugi način razmišljanja o tome je da pH i koncentracija postaju linearno povezani za faktor deset, a pH se mijenja za faktor jedan kada se koncentracija vodikovih iona promijeni za faktor deset. Za normalni odnos se kaže da je eksponencijalna i ova veza pomaže u izbjegavanju zamornih jednadžbi koje uključuju više razine matematike. Ovo automatski mijenja zakrivljeni odnos u linearni odnos gdje se primjenjuje jednostavna matematika. Ravna crta može učiniti predviđanja, odnose između različitih koncentracija i izračune lakim za vizualizaciju.
Sličnosti izračuna
Druga veza između pH i koncentracije je da se oba izračunavaju na sličan način. Koncentracija otopine mjeri koliko je određenog atoma ili molekule prisutno u usporedbi s cijelom otopinom. pH je posebno mjerenje koncentracije koje razmatra koliko je vodikovih iona u otopini u odnosu na sve ostalo. Većina drugih izračuna koncentracije ne koristi pH ljestvicu. Mnogi koriste jedinicu zvanu Molarnost, što je količina atoma ili molekula dostupnih po litri otapala.
Kao Gradijent promjene
Zajedno, pH i koncentracija određuju predvidljive promjene svojstava bilo koje dane otopine kiseline ili baze. To se može pokazati zagrijavanjem i otapala otopljenog u otopljenoj tvari, poput slane vode, i čistog otapala do ključanja. Temperatura na kojoj jedna otopina počinje ključati bit će različita, pa se svojstva prelaska iz tekućine u plin mijenjaju povećanjem koncentracije otopljene tvari. Slično, moguće je ili povećati temperaturu vrenja ili smanjiti temperaturu smrzavanja otopine. Na primjer, dodavanje male količine bikarbonatne soli to čini vodi povećanjem koncentracije bazične soli i povećanjem pH broja.