Kako pronaći pH za zadani molaritet

Teško je živjeti u suvremenom svijetu, a da se ne čuju reference na kiseline, koje se često prikazuju u farmaceutskim i ostale reklame kao agresivni agensi namijenjeni brisanju i oštećivanju svih vrsta stvari, od kože do odjeće do namještaj. Nesumnjivo ste vidjeli oglase za proizvode koji se nazivaju antacidi, a koji su dizajnirani da se bave učincima kiseline koja se proizvodi u želucu.

Kiseline imaju različit stupanj jakosti ili kiselosti. Otkačena, ali u osnovi jednostavna ljestvica poznata kao pH skala je mjera koliko je vodena otopina kisela ili, u različitim okvirima istog kemijskog scenarija, koliko je bazična ili alkalna.

Da biste odredili pH vodene otopine (tj. Tvari otopljene u vodi), morate znati samo koncentraciju vodikovih iona (H⁺) u tom rješenju ili njegovom molarnost. Ali osim pH, što su uopće moli, molarnost i kiseline?

Kiseline su molekule koje mogu donirati protone. Jednostavan primjer je klorovodična kiselina, HCl. Ova molekula lako odustaje od svoje komponente H + u vodenoj otopini i predstavlja

Jake kiseline imaju niske pH vrijednosti. Voda je neutralna, s pH 7; jaka baze, ili akceptori protona (kao što je natrijev hidroksid, NaOH) imaju visoke pH vrijednosti, neke blizu 14,0.

U svrhu kiselinsko-bazne kemije prikladnije je izmjeriti koncentraciju otopljene tvari u madeži, ili pojedinačne čestice (npr. atomi, molekule), po jedinici volumena, a ne masi po jedinici volumena. To je zato što atomi međusobno reagiraju u poznatim omjerima na način koji nije povezan s atomskom masom.

Jedan mol (1 mol) bilo čega je 6,02 × 10²³ čestice; 1 mol u volumenu od 1 L ima molarnost 1,0. Tako 6 mol NaCl u 8 L vodene otopine ima molarnost 6 mol / 8 L = 0,75; 6 mola puno masivnije molekule adenozin trifosfata otopljenog u 8 L ima veću masu, ali ima istu molarnost, 0,75 M.

Jednadžba pH najčešće se zapisuje u obliku

Ovdje je količina u zagradama molarnost H + iona u otopini. Dakle, ako znate molarnost, možete dobiti pH vrijednost i obrnuto.

Da biste s molarnosti prešli na pH, pomoću kalkulatora ili sličnog alata odnesite logaritam do baze 10 (zadane baze) molarnosti, preokrenite znak da biste dobili pozitivnu vrijednost i gotovi ste!

Primjer: Ako je molarnost vodene otopine 6,3 × 10^-5 M, koliki je pH?

pH = −log [6,3 × 10^-5] = 4.2.

Također možete izračunati koncentraciju iz pH i pK_a, potonji je izveden iz konstanta disocijacije kiselineK_a. Što je veći K_a za određenu kiselinu jača je kiselina. PK_a jer je bilo koja kiselina pH pri kojem je pola kiseline ionizirano (tj. kada je polovica "kiselih" protona pretočena u otopinu).

Jednadžba interesa poznata je kao Henderson-Hasselbach jednadžba i napisano je:

To znači da s obzirom na pK kiseline_a i relativnu koncentraciju aniona i "netaknute" kiseline, možete odrediti pH. K_a vrijednosti se mogu lako potražiti na mreži, a pKa možete pronaći na isti način kao i za pH ako i on nije naveden.

Pogledajte Resurse za web alat koji vam omogućuje određivanje pH različitih kiselih i bazičnih otopina. To možete koristiti da biste stekli osjećaj za odnos između različitih pojedinačnih jakosti kiseline, koncentracije i pH.