Hvordan beregne prosentandelen av ionisering gitt pH

PH i en løsning er et mål på hydrogenionene, eller protonene, som er tilstede i den løsningen. Fordi syrer er protondonorer, i hverdagslige termer, kan du si at en løsning som inneholder en "sterk syre" (det vil si en syre med høy tilbøyelighet til å donere protonene) er "surere." EN løsning bestående av en viss konsentrasjon av den kraftige syren HCl, saltsyre, vil være "surere" enn en løsning som inneholder en lignende konsentrasjon av eddiksyre, eller vanlig eddik. I kjemiske termer er dette fordi pH i saltsyre er lavere.

Du kan skrive en ikke-dissosiert syre skjematisk som HA, eller du kan skrive bestanddelene i løsningen som H + (protonen) og A- (syrenes konjugat). For eksempel er maursyre (funnet i myregift) HCOOH, men komponentene er H + og COOH-. Det er viktigere at når denne relativt svake syren oppløses i løsning, eksisterer alle tre molekylene i forskjellige proporsjoner. I hvilken grad en hvilken som helst syre gir fra seg protoner, er den i hvilken grad den er ionisert, og dette er en funksjon av en egenskap av syren kjent som dens K

Du kan beregne prosentandelen av ionisering av en syre gitt pH på følgende måte:

pH er definert som -log [H +], hvor [H +] er konsentrasjonen av protoner i oppløsning i mol per liter, dvs. dens molaritet.

Hvis du for eksempel har en 0,1 M løsning av maursyre med en pH på 2,5, kan du erstatte denne verdien i pH-ligningen:

2,5 = -log [H +]

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

For sterkere syrer trenger du K_en av syren for å løse ligningen:

K_en = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])

Som nevnt kan du slå opp K_en verdier av en rekke vanlige syrer i stedet for å beregne dem eksplisitt selv.

Men for svake syrer, som er til stede, er et flertall av disse problemene, [H +] = [A-], og ([HA] - [H +]) er veldig nær [HA]. Derfor bruker du ganske enkelt molariteten til løsningen som er angitt for [HA], som i dette tilfellet er 0,10.

Dette er [H +] / [HA] × 100, eller for denne maursyreoppløsningen,

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %