Hoe het percentage ionisatie te berekenen gezien de pH

De pH van een oplossing is een maat voor de waterstofionen, of protonen, die in die oplossing aanwezig zijn. Omdat zuren protondonoren zijn, kun je in alledaagse termen zeggen dat een oplossing die een 'sterk zuur' bevat (dat wil zeggen een zuur met een hoge neiging om zijn protonen af ​​te staan) 'zuurder' is. EEN oplossing bestaande uit een bepaalde concentratie van het krachtige zuur HCl, zoutzuur, zal "zuurder" zijn dan een oplossing die een vergelijkbare concentratie azijnzuur bevat, of gewoon azijn. Chemisch gezien komt dit doordat de pH van zoutzuur lager is.

Je kunt een niet-gedissocieerd zuur schematisch schrijven als HA, of je kunt de bestanddelen ervan in oplossing schrijven als H+ (het proton) en A- (het geconjugeerde van het zuur). Mierenzuur (te vinden in mierengif) is bijvoorbeeld HCOOH, maar de componenten zijn H+ en COOH-. Belangrijk is dat wanneer dit relatief zwakke zuur in oplossing oplost, alle drie de moleculen in verschillende verhoudingen voorkomen. De mate waarin een zuur protonen afgeeft, is de mate waarin het geïoniseerd is, en dit is een functie van een eigenschap van het zuur dat bekend staat als zijn K

Je kunt het percentage ionisatie van een zuur gegeven zijn pH op de volgende manier berekenen:

pH wordt gedefinieerd als -log [H+], waarbij [H+] de concentratie van protonen in oplossing in mol per liter is, d.w.z. de molariteit ervan.

Als u bijvoorbeeld een 0,1 M-oplossing van mierenzuur met een pH van 2,5 heeft, kunt u deze waarde in de pH-vergelijking invullen:

2,5 = -log [H+]

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

Voor sterkere zuren heb je de K. nodig_een van het zuur om de vergelijking op te lossen:

K_een = [H+][A-] ÷ ([HA] - [H+])

Zoals opgemerkt, kun je de K. opzoeken_een waarden van een aantal veel voorkomende zuren in plaats van ze expliciet zelf te berekenen.

Maar voor zwakke zuren, die in de meeste van deze problemen voorkomen, ligt [H+] = [A-] en ([HA] - [H+]) heel dicht bij [HA]. Daarom gebruik je gewoon de molariteit van de oplossing voor [HA], die in dit geval 0,10 is.

Dit is [H+]/[HA] × 100, of voor deze mierenzuuroplossing,

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %