PH otopine mjera je vodikovih iona ili protona prisutnih u toj otopini. Budući da su kiseline donatori protona, u svakodnevnom smislu možete reći da je otopina koja sadrži "jaku kiselinu" (tj. Kiselinu s velikom sklonošću davanju svojih protona) "kiselija". A otopina koja se sastoji od određene koncentracije snažne kiseline HCl, klorovodične kiseline, bit će "kiselija" od otopine koja sadrži sličnu koncentraciju octene kiseline ili obične ocat. U kemijskom smislu to je zato što je pH klorovodične kiseline niži.
Nedisociranu kiselinu možete shematski napisati kao HA ili njezine sastojke u otopinu možete zapisati kao H + (proton) i A- (konjugat kiseline). Na primjer, mravlja kiselina (koja se nalazi u otrovu mrava) je HCOOH, ali njezine su komponente H + i COOH-. Važno je da kada se ova relativno slaba kiselina otopi u otopini, sve tri molekule postoje u različitim omjerima. U kojoj mjeri bilo koja kiselina odaje protone je u kojoj je mjeri ionizirana, a to je funkcija svojstva kiseline poznate kao njen Ka, koje možete pronaći u tablicama na mreži ili u knjigama.
Postotak ionizacije kiseline s obzirom na pH možete izračunati na sljedeći način:
Korak 1: Pretvorite pH u [H +]
pH se definira kao -log [H +], gdje je [H +] koncentracija protona u otopini u molovima po litri, tj. njegova molarnost.
Ako, na primjer, imate 0,1 M otopinu mravlje kiseline s pH 2,5, ovu vrijednost možete zamijeniti u pH jednadžbu:
2,5 = -log [H +]
[H +] = 1 ÷ 102.5 = 0,00316 M = 3,16 × 10-3 mol / L = 3,16 mmol / L
Korak 2: Odredite [HA]
Za jače kiseline trebat će vam Ka kiseline za rješavanje jednadžbe:
Ka = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])
Kao što je napomenuto, možete potražiti Ka vrijednosti brojnih uobičajenih kiselina umjesto da ih izričito izračunate.
Ali za slabe kiseline, koje predstavljaju većinu ovih problema, [H +] = [A-], a ([HA] - [H +]) vrlo je blizu [HA]. Stoga jednostavno koristite molarnost otopine predviđenu za [HA], koja je u ovom slučaju 0,10.
Korak 3: Izračunajte postotak ionizacije
To je [H +] / [HA] × 100, ili za ovu otopinu mravlje kiseline,
(0.00316 ÷ 0.10) × 100
= 3.16 %