PHを考慮してイオン化のパーセンテージを計算する方法

溶液のpHは、その溶液に存在する水素イオンまたはプロトンの尺度です。 酸はプロトン供与体であるため、日常的には、「強酸」(つまり、プロトンを供与する傾向の高い酸)を含む溶液は「より酸性」であると言えます。 A 特定の濃度の強力な酸HCl、塩酸からなる溶液は、同様の濃度の酢酸を含む溶液、またはプレーンよりも「酸性」になります。 お酢。 化学的には、塩酸のpHが低いためです。

解離していない酸をHAとして概略的に書くことも、溶液中のその成分をH +(プロトン)およびA-(酸の共役)として書くこともできます。 たとえば、ギ酸(アリの毒液に含まれる)はHCOOHですが、その成分はH +とCOOH-です。 重要なことに、この比較的弱い酸が溶液に溶解すると、3つの分子すべてがさまざまな比率で存在します。 酸がプロトンを放出する程度は、それがイオン化される程度であり、これは、そのKとして知られる酸の特性の関数です。a、オンラインの表や本で見つけることができます。

次の方法で、pHが与えられた酸のイオン化のパーセンテージを計算できます。

ステップ1:pHを[H +]に変換します

pHは-log [H +]として定義されます。ここで、[H +]は、溶液中のプロトンの濃度(1リットルあたりのモル数)、つまりそのモル濃度です。

たとえば、pHが2.5のギ酸の0.1 M溶液がある場合、この値をpH式に代入できます。

2.5 = -log [H +]

[H +] = 1÷102.5 = 0.00316 M = 3.16×10-3 mol / L = 3.16 mmol / L

ステップ2:[HA]を決定する

強酸の場合、Kが必要になりますa 方程式を解くための酸の:

Ka = [H +] [A-]÷([HA]-[H +])

前述のように、Kを検索できますa 自分で明示的に計算する代わりに、いくつかの一般的な酸の値。

しかし、これらの問題の大部分を占める弱酸の場合、[H +] = [A-]であり、([HA]-[H +])は[HA]に非常に近いです。 したがって、[HA]に提供されている溶液のモル濃度(この場合は0.10)を使用するだけです。

ステップ3:パーセントイオン化を計算する

これは[H +] / [HA]×100、またはこのギ酸溶液の場合、

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %

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