Kaip apskaičiuoti jonizacijos procentą atsižvelgiant į pH

Tirpalo pH yra vandenilio jonų arba protonų, esančių tame tirpale, matas. Kadangi rūgštys yra protonų donorai, kalbant kasdien, galima sakyti, kad tirpalas, kuriame yra „stiprios rūgšties“ (tai yra rūgštis, linkusi aukoti savo protonus), yra „rūgštesnė“. A tirpalas, susidedantis iš tam tikros koncentracijos stiprios rūgšties HCl, druskos rūgšties, bus „rūgštesnis“ nei tirpalas, kuriame yra panaši acto rūgšties koncentracija, arba paprastas actas. Cheminiu požiūriu taip yra todėl, kad druskos rūgšties pH yra žemesnis.

Neatsiejamą rūgštį galite parašyti schematiškai kaip HA, arba galite sudedamąsias dalis užrašyti tirpale kaip H + (protonas) ir A- (rūgšties konjugatas). Pavyzdžiui, skruzdžių rūgštis (randama skruzdžių nuoduose) yra HCOOH, tačiau jos komponentai yra H + ir COOH-. Svarbu tai, kad kai ši palyginti silpna rūgštis ištirpsta tirpale, visos trys molekulės egzistuoja skirtingomis proporcijomis. Bet kuri rūgštis išskiria protonus yra tai, kiek ji jonizuojama, ir tai yra rūgšties, žinomos kaip jos K, savybės funkcija._a, kurią galite rasti lentelėse internete arba knygose.

Rūgšties jonizacijos procentą, atsižvelgiant į jos pH, galite apskaičiuoti taip:

pH apibrėžiamas kaip -log [H +], kur [H +] yra protonų koncentracija tirpale, išreikšta moliais litre, t. y. jo moliarumas.

Pavyzdžiui, jei turite 0,1 M skruzdžių rūgšties, kurios pH yra 2,5, tirpalą, galite pakeisti šią vertę į pH lygtį:

2,5 = -log [H +]

[H +] = 1 ÷ 10^2.5 = 0,00316 M = 3,16 × 10^-3 mol / L = 3,16 mmol / l

Jei norite stipresnių rūgščių, jums reikės K_a rūgšties išspręsti lygtį:

K._a = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])

Kaip pažymėta, galite ieškoti K_a daugelio įprastų rūgščių vertės vietoj to, kad jas aiškiai apskaičiuotumėte patys.

Tačiau silpnoms rūgštims, kurioms būdinga dauguma šių problemų, [H +] = [A-] ir ([HA] - [H +]) yra labai arti [HA]. Todėl jūs paprasčiausiai naudojate [HA] numatyto tirpalo moliarumą, kuris šiuo atveju yra 0,10.

Tai yra [H +] / [HA] × 100 arba šiam skruzdžių rūgšties tirpalui

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %