كيف تجد التركيز عندما تحصل على الرقم الهيدروجيني

يتراوح مقياس الأس الهيدروجيني من 0 إلى 14 وهو مقياس للحموضة أو القلوية. في الفصل أو المختبر ، هناك العديد من الفوائد لمعرفة الرقم الهيدروجيني لمادة ما. يمكن استخدام الأس الهيدروجيني لتحديد ماهية المادة وكيف ستتفاعل في ظل ظروف معينة.

يمكن استخدامه أيضًا لتحديد تركيز أيونات الهيدرونيوم أو الهيدروكسيد ، والتي يمكن أن تؤدي إلى تحديد تركيز الأيونات الأخرى في المحلول.

يمكنك استخدام معادلة الأس الهيدروجيني أدناه لإجراء العملية الحسابية لحل المجهول.

تشكل أيونات الهيدروجين (H +) في المحاليل المائية روابط مع جزيئات الماء لتكوين أيونات الهيدرونيوم (H3O +).
2 H2O ==> H3O + + أوه

المعادلة التالية هي عنصر أساسي ومفيد في الكيمياء ويمكن اعتبارها إلى حد ما آلة حاسبة للأس الهيدروجيني. إذا كنت تعرف الرقم الهيدروجيني ، فيمكنك إيجاد تركيز أيون الهيدرونيوم والعكس يمكنك إيجاد الرقم الهيدروجيني إذا كنت تعرف تركيز أيونات الهيدرونيوم.

الرقم الهيدروجيني = - سجل [H3O +]
الرقم الهيدروجيني لمحلول ما يساوي اللوغاريتم السالب لتركيز أيون الهيدرونيوم (H3O +).

مثال 1: ابحث عن الرقم الهيدروجيني من [H3O +].

في عينة 1.0 لتر من حمض الهيدروكلوريك 0.1 مولار ، يكون تركيز أيونات الهيدرونيوم 1 × 10

الرقم الهيدروجيني = - سجل [H3O +]
الرقم الهيدروجيني = - سجل (1 × 10^-1 )
الرقم الهيدروجيني = - (- 1)
الرقم الهيدروجيني = 1

المثال 2: بحث عن [H3O +] من الرقم الهيدروجيني

إذا كان الرقم الهيدروجيني للحل هو 4.3. ما هو تركيز أيونات الهيدرونيوم؟

الخطوة الأولى هي إعادة الترتيب ال معادلة:

[H3O +] = 10^−pH
[H3O +] = 10^−4.3 [H3O +] = 5.01 × 10^-5

مثال 3: ماذا لو كانت قاعدة؟

استخدم ثابت المنتج الأيوني للماء (K_ث).
كو = 1 × 10^-14 = [H3O +] × [أوه]
[H3O +] = (1 × 10^-14 ) / [أوه-]

ما هو الرقم الهيدروجيني للمحلول إذا كان [OH-] = 4.0 × 10^-11 م؟

الخطوة 1
[H3O +] = (1 × 10^-14 ) / [أوه-]
[H3O +] = (1 × 10^-14 ) / (4.0 × 10^-11 )
[H3O +] = 0.25 × 10^-3

الخطوة 2
الرقم الهيدروجيني = - سجل [H3O +]
الرقم الهيدروجيني = - السجل (0.25 × 10^-3 )
الرقم الهيدروجيني = - (- 3.60)
الرقم الهيدروجيني = 3.60

على الرغم من أن قواعد تحديد الأرقام المهمة صارمة إلى حد ما ، إلا أن حسابات الأس الهيدروجيني خاصة إلى حد ما من حيث أن الأرقام فقط إلى حق العلامة العشرية تحسب التين سيج!

ثابت التفكك الحمضي هو جزء من الحمض في الصورة المتأينة. الأحماض الضعيفة لها K صغير_أ القيم لأن غالبية الحمض تظل غير منفصلة. حمض الكربونيك هو مثال جيد للحمض الضعيف. معادلة التوازن هي:

ح₂كو₃ (عبد القدير) ↔ HCO₃ (عبد القدير) ⁻ + ح⁺ (عبد القدير) ك_أ = 4.3 × 10^-7

نظرًا لأن حمض الكربونيك هو حمض ثنائي البروتين ، ويمكنه التبرع بآخر H⁺، معادلة التفكك الثانية هي:

HCO₃(عبد القدير)⁻ ↔ كو₃²⁻(عبد القدير) + ح⁺ (عبد القدير) ك_أ = 4.8 × 10^-11

الأحماض القوية لها ثوابت تفكك كبيرة ؛ ينفصلون تمامًا في الماء. حمض النيتريك هو مثال جيد لحمض قوي. معادلة التوازن لحمض النيتريك هي:

HNO₃ (عبد القدير) ↔ لا₂⁻ + ح⁺ ك_أ = 40

يعتبر حرف K_أ قيمة 40 أكثر أهمية بكثير من قيمة حمض الكربونيك ، والتي كانت 4.3 × 10^-7.