Как да изчислим процента на йонизация предвид рН

РН на разтвора е мярка за водородните йони или протони, присъстващи в този разтвор. Тъй като киселините са донори на протони, в ежедневието можете да кажете, че разтвор, съдържащ „силна киселина“ (т.е. киселина с висока склонност да дарява своите протони) е „по-кисел“. A разтвор, състоящ се от определена концентрация на мощната киселина HCl, солна киселина, ще бъде "по-кисел" от разтвор, съдържащ подобна концентрация на оцетна киселина или обикновен оцет. В химично отношение това е така, защото рН на солната киселина е по-ниско.

Можете да напишете недисоциирана киселина схематично като НА или можете да напишете съставките й в разтвор като Н + (протона) и А- (конюгата на киселината). Например мравчена киселина (намираща се в отровата на мравките) е HCOOH, но нейните компоненти са H + и COOH-. Важно е, че когато тази сравнително слаба киселина се разтвори в разтвор, и трите молекули съществуват в различни пропорции. Степента, до която която и да е киселина отделя протони, е степента, до която тя е йонизирана и това е функция на свойството на киселината, известно като нейното К

Можете да изчислите процента на йонизация на киселина, като се има предвид нейното рН, по следния начин:

рН се определя като -log [H +], където [H +] е концентрацията на протони в разтвор в молове на литър, т.е. неговата моларност.

Ако например имате 0,1 М разтвор на мравчена киселина с рН 2,5, можете да замените тази стойност в уравнението на рН:

2.5 = -лог [H +]

[Н +] = 1 ÷ 10^2.5 = 0,00316 М = 3,16 × 10^-3 mol / L = 3,16 mmol / L

За по-силни киселини ще ви трябва K_а на киселината за решаване на уравнението:

К_а = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])

Както беше отбелязано, можете да потърсите K_а стойности на редица обикновени киселини вместо да ги изчислите изрично сами.

Но за слабите киселини, които представляват по-голямата част от тези проблеми, [H +] = [A-] и ([HA] - [H +]) е много близо до [HA]. Следователно вие просто използвате моларността на разтвора, предвиден за [HA], който в този случай е 0,10.

Това е [H +] / [HA] × 100 или за този разтвор на мравчена киселина,

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %