Kuidas arvutada ionisatsiooni protsent, arvestades pH-d

Lahuse pH on selles lahuses sisalduvate vesinikioonide ehk prootonite näitaja. Kuna happed on prootonidoonorid, võib igapäevases mõistes öelda, et lahus, mis sisaldab "tugevat hapet" (st hapet, millel on suur kalduvus oma prootoneid annetada), on "happelisem". A lahus, mis koosneb teatavast kontsentratsioonist tugeva happega HCl, vesinikkloriidhappega, on "happelisem" kui lahus, mis sisaldab sarnast kontsentratsiooni äädikhapet, või tavaline äädikas. Keemiliselt on see tingitud sellest, et vesinikkloriidhappe pH on madalam.

Lahustumata happe võite kirjutada skemaatiliselt HA-na või selle koostisosad lahuses H + (prooton) ja A- (happe konjugaat). Näiteks sipelghape (leidub sipelgamürgis) on HCOOH, kuid selle komponendid on H + ja COOH-. Oluline on see, et kui see suhteliselt nõrk hape lahuses lahustub, eksisteerivad kõik kolm molekuli erinevas vahekorras. Kui palju mis tahes hape prootoneid eraldab, on see, millises ulatuses see ioniseeritakse, ja see on happe K_a, mille leiate tabelitest veebis või raamatutest.

Happe ionisatsiooni protsenti, arvestades selle pH-d, saate arvutada järgmiselt:

pH määratletakse kui -log [H +], kus [H +] on prootonite kontsentratsioon lahuses moolides liitri kohta, see tähendab selle molaarsus.

Kui teil on näiteks 0,1 M sipelghappe lahus, mille pH on 2,5, saate selle väärtuse asendada pH võrrandiga:

2,5 = -log [H +]

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

Tugevamate hapete saamiseks vajate K-d_a happe võrrandi lahendamiseks:

K_a = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])

Nagu märgitud, saate K üles otsida_a paljude tavaliste hapete väärtused selle asemel, et neid ise otse arvutada.

Kuid nõrkade hapete puhul, mis esinevad enamuses nendest probleemidest, on [H +] = [A-] ja ([HA] - [H +]) väga lähedal [HA] -le. Seetõttu kasutate lihtsalt [HA] jaoks ette nähtud lahuse molaarsust, mis on antud juhul 0,10.

See on [H +] / [HA] × 100 või selle sipelghappe lahuse puhul

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %