كيف تحسب النسبة المئوية للتأين بالنظر إلى الرقم الهيدروجيني

الرقم الهيدروجيني للمحلول هو مقياس لأيونات الهيدروجين أو البروتونات الموجودة في هذا المحلول. نظرًا لأن الأحماض متبرعة بالبروتونات ، فبالمصطلحات اليومية ، يمكنك القول إن المحلول الذي يحتوي على "حمض قوي" (أي حمض ذو ميل كبير للتبرع بالبروتونات) هو "أكثر حمضية". أ المحلول الذي يتكون من تركيز معين من حمض الهيدروكلوريك القوي ، حمض الهيدروكلوريك ، سيكون "أكثر حمضية" من المحلول الذي يحتوي على تركيز مماثل من حمض الأسيتيك ، أو عادي خل. من الناحية الكيميائية ، هذا لأن الرقم الهيدروجيني لحمض الهيدروكلوريك أقل.

يمكنك كتابة حمض غير مرتبط بشكل تخطيطي كـ HA ، أو يمكنك كتابة مكوناته في محلول مثل H + (البروتون) و A- (اتحاد الحمض). على سبيل المثال ، حمض الفورميك (الموجود في سم النمل) هو HCOOH ، لكن مكوناته هي H + و COOH-. الأهم من ذلك ، عندما يذوب هذا الحمض الضعيف نسبيًا في المحلول ، توجد الجزيئات الثلاثة بنسب متفاوتة. المدى الذي ينتج عنده أي حمض بروتونات هو مدى تأينه ، وهذه وظيفة لخاصية الحمض المعروفة باسم K الخاص به._أ، والتي يمكنك العثور عليها في الجداول عبر الإنترنت أو في الكتب.

يمكنك حساب النسبة المئوية لتأين الحمض وفقًا لدرجة الحموضة بالطريقة التالية:

يتم تعريف الأس الهيدروجيني على أنه -log [H +] ، حيث [H +] هو تركيز البروتونات في المحلول في المولات لكل لتر ، أي المولارية.

على سبيل المثال ، إذا كان لديك محلول 0.1 مولار من حمض الفورميك برقم هيدروجيني 2.5 ، يمكنك استبدال هذه القيمة في معادلة الأس الهيدروجيني:

2.5 = -log [H +]

[H +] = 1 10^2.5 = 0.00316 م = 3.16 × 10^-3 مول / لتر = 3.16 ملي مول / لتر

للحصول على أحماض أقوى ، ستحتاج إلى K._أ من الحمض لحل المعادلة:

ك_أ = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])

كما لوحظ ، يمكنك البحث عن حرف K._أ قيم عدد من الأحماض الشائعة بدلاً من حسابها صراحة بنفسك.

لكن بالنسبة للأحماض الضعيفة ، التي تمثل غالبية هذه المشكلات ، [H +] = [A-] ، و ([HA] - [H +]) قريبة جدًا من [HA]. لذلك ، يمكنك ببساطة استخدام مولارية المحلول المقدم لـ [HA] ، والتي في هذه الحالة تساوي 0.10.

هذا [H +] / [HA] × 100 ، أو لمحلول حمض الفورميك هذا ،

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %