Kuinka löytää pitoisuus, kun sinulle annetaan pH

PH-asteikko on välillä 0 - 14 ja se on happamuuden tai alkalisuuden mitta. Luokan tai laboratorion aineen pH: n tuntemisella on monia etuja. PH: ta voidaan käyttää määrittämään, mikä aine on ja miten se reagoi tietyissä olosuhteissa.

Sitä voidaan käyttää myös hydrronium- tai hydroksidi-ionien konsentraation määrittämiseen, mikä voi johtaa muiden ionien pitoisuuksien määrittämiseen liuoksessa.

Voit käyttää alla olevaa pH-yhtälöä laskennan suorittamiseksi tuntemattomien ratkaisemiseksi.

Vetyionit (H +) vesiliuoksissa muodostavat sidoksia vesimolekyylien kanssa muodostaen hydroniumioneja (H3O +).
2 H2O ==> H3O + + OH−

Seuraava yhtälö on perustavanlaatuinen ja hyödyllinen kemian katkottua osa, ja sitä voidaan pitää jonkin verran pH-laskimena. Jos tiedät pH: n, voit ratkaista hydroniumionipitoisuuden ja päinvastoin, voit ratkaista pH: n, jos tiedät hydroniumionien pitoisuuden.

pH = - log [H3O +]
Liuoksen pH on yhtä suuri kuin hydroniumionin (H3O +) pitoisuuden negatiivinen logaritmi.

Esimerkki 1: Etsi pH yhdisteestä [H3O +].

1,0 litran 0,1 M kloorivetyhapon (HCl) näytteessä hydroniumionien pitoisuus on 1 × 10^-1. Mikä on pH?

pH = - log [H3O +]
pH = - log (1 × 10^-1 )
pH = - (- 1)
pH = 1

Esimerkki 2: Etsi [H3O +] pH: sta

Jos liuoksen pH on 4,3. Mikä on hydroniumionien pitoisuus?

Ensimmäinen askel on järjestä uudelleen yhtälö:

[H3O +] = 10^{- pH}
[H3O +] = 10^−4.3 [H3O +] = 5,01 x 10^-5

Esimerkki 3: Entä jos se on tukikohta?

Käytä ionituotevakioa veteen (K_w).
Kw = 1 × 10^-14 = [H3O +] × [OH]
[H3O +] = (1 × 10^-14 ) / [VAI NIIN-]

Mikä on liuoksen pH, jos [OH-] = 4,0 x 10^-11 M?

Vaihe 1
[H3O +] = (1 × 10^-14 ) / [VAI NIIN-]
[H3O +] = (1 × 10^-14 ) / (4,0 x 10^-11 )
[H3O +] = 0,25 x 10^-3

Vaihe 2
pH = - log [H3O +]
pH = - log (0,25 × 10^-3 )
pH = - (- 3,60)
pH = 3,60

Vaikka säännöt merkitsevien lukujen määrittämiseksi ovat melko jäykät, pH-arvon laskelmat ovat jonkin verran erityisiä siinä mielessä, että vain luvut desimaalin oikealla puolella lasketaan sig-viikunoiksi!

Hapon dissosiaatiovakio on ionin muodossa olevan hapon osuus. Heikoilla hapoilla on pieni K_a arvot, koska suurin osa haposta pysyy dissosiaatiota. Hiilihappo on hyvä esimerkki heikosta haposta. Tasapainoyhtälö on:

H₂CO₃ (aq) ↔ HCO₃ (aq) ⁻ + H⁺ (aq) K_a = 4,3 x 10^-7

Koska hiilihappo on diproottinen happo ja voi luovuttaa toisen H: n⁺, toinen dissosiaatioyhtälö on:

HCO₃(aq)⁻ ↔ CO₃²⁻(aq) + H⁺ (aq) K_a = 4,8 x 10^-11

Vahvoilla hapoilla on suuret dissosiaatiovakiot; ne hajoavat kokonaan vedessä. Typpihappo on hyvä esimerkki vahvasta haposta. Typpihapon tasapainoyhtälö on:

HNO₃ (aq) ↔ EI₂⁻ + H⁺ K_a = 40

K_a arvo 40 on huomattavasti merkittävämpi kuin hiilihapon arvo, joka oli 4,3 x 10^-7.