אם אתה רוצה להצליח בכימיה, עליך להבין חומצות ובסיסים. אתה לא צריך להבין רק מה הם תרכובות אלה ואיך הם מתנהגים בתמיסה, אלא גם להיות מסוגל לבצע חישובים פשוטים של pH ותפסו מדוע התנהגותן של חומצות חזקות מפשטת חישובים הקשורים לאלה חומרים.
ראשית, עליכם לדעת כי בכימיה, ריכוז מתבטא לעיתים קרובות בשומות ליחידת נפח, בדרך כלל ליטר (mol / L) ולא ביחידות מסה לליטר. ניתן לקבוע את מספר הגרמים במול 1 של חומר מתוך המסה הטוחנת או המשקולות המולקולריות של האטומים המרכיבים אותו, הזמינים בטבלה המחזורית של היסודות.
- הכמות mol / L נכתבת בדרך כלל כסמל היחיד M.
מהם חומצות ובסיסים?
חומצה היא תרכובת התורמת פרוטון בתמיסה מימית. פרוטון זה מיוצג לעיתים במשוואות כפרוטון עצמאי (H+) או כ יון הידרוניום (פרוטון פלוס מים: H3או+). המרכיב הנוסף של החומצה המומסת נקרא בסיס מצומד. הנוסחה הכללית לניתוק חומצה היא HA → H+ + א–, היכן ש– הוא הבסיס המצומד.
לעומת זאת, בסיסים משמשים כמעפילי חומצות: הם מקבלים בקלות פרוטונים, שווה ערך לתרומת יונים של הידרוקסיד (OH).–) בתמיסה מימית. שריד הבסיס המנותק מכונה חומצה מצומדת, ולעתים קרובות הוא קטיון מתכת כגון Na+.
מהו pH בכימיה?
ה- pH, או "כוחו של מימן", הוא ערך המוגבל בדרך כלל (אך לא מתמטי) לטווח המספרי 0 עד 14.0. לתמיסות חומציות יש pH נמוך, תמיסות ניטראליות (כגון מים טהורים) יש pH של 7, ופתרונות בסיסיים בעלי pH גבוה יותר ערכים.
מתמטית, pH הוא רק השלילי של הלוגריתם לבסיס 10 של ריכוז H+ (או H3או+) יונים: pH = –לוג10[H +]. כל עוד יש לך מחשבון ונזהר בכוחות שלך של 10, חישובים אלה הם פשוטים.
חוזק החומצות והבסיסים
חומצה חזקה היא חומרה שמוותרת בקלות על הפרוטונים שלה, ועושה זאת גם כאשר ה- pH הסביבתי נמוך, מה שאומר שכבר הרבה פרוטונים צפים מסביב. חומצות חלשות לא מוותרות על הפרוטונים שלהן כל כך בקלות, ומתנתקות במידה משמעותית רק כאשר ה- pH קרוב יותר לניטראלי. בסיסים חזקים, באופן דומה, מוותרים על יוני הידרוקסיד בקלות גם בתמיסות בעלות pH גבוה.
לנקודות החוזק של חומצה ובסיסים ניתן להקצות ערך: pKא, או ה קבוע דיסוציאציה חומצית, ערך ה- pH בו מחצית חומצה תרמה את הפרוטונים שלה ואילו החצי השני נשאר במצב מצומד. (יש בסיסים, ניחשתם נכון, pKב ערכים). לחומצות חזקות יותר יש pK נמוך יותרא ערכים.
חישוב ה- pH של חומצה הידרוכלורית
חומצה הידרוכלורית, או HCl, היא חומצה חזקה ידועה ונפוצה. השימושים בחומצה הידרוכלורית כוללים מכללות גרב ומעבדות כימיה בתיכון ברחבי העולם, כמו גם שלל יישומים תעשייתיים וייצוריים.
דוגמא: חשב את ה- pH של תמיסת 0.100 מ 'של HCl.
מכיוון ש- HCl היא חומצה חזקה, היא מייננת לחלוטין, וניתן למצוא את ה- pH של HCl בתמיסה מריכוז (מולריות) של יוני H +, בהגדרה שווה ל- 0.100 M. (הבסיס המצומד של החומצה, שהוא יון הכלוריד Cl–, יהיה גם ריכוז של 0.100 מ '.)
לכן ה- pH הוא –log (0.100) = 1.000.
ברור שערכי מולריות גבוהים יותר יניבו ערכי pH נמוכים יותר ולהפך עבור HCl (או כל חומצה).
מחשבון pH מקוון לחומצות חזקות
אם לא מתחשק לך להוציא מחשבון ורוצה ללמוד על התנהגות כימית של עוד כמה חומצות חזקות, עיין בעמוד במשאבים.