Como calcular a porcentagem de ionização dado o pH

O pH de uma solução é uma medida dos íons de hidrogênio, ou prótons, presentes nessa solução. Como os ácidos são doadores de prótons, em termos cotidianos, você pode dizer que uma solução contendo um "ácido forte" (isto é, um ácido com alta propensão a doar seus prótons) é "mais ácida". UMA solução que consiste em uma certa concentração do poderoso ácido HCl, ácido clorídrico, será "mais ácida" do que uma solução contendo uma concentração semelhante de ácido acético, ou simples vinagre. Em termos químicos, isso ocorre porque o pH do ácido clorídrico é menor.

Você pode escrever um ácido indissociado esquematicamente como HA, ou você pode escrever seus constituintes em solução como H + (o próton) e A- (o conjugado do ácido). Por exemplo, o ácido fórmico (encontrado no veneno da formiga) é HCOOH, mas seus componentes são H + e COOH-. É importante ressaltar que quando este ácido comparativamente fraco se dissolve em solução, todas as três moléculas existem em proporções variáveis. A extensão em que qualquer ácido emite prótons é a extensão em que ele é ionizado, e isso é uma função de uma propriedade do ácido conhecida como seu K

Você pode calcular a porcentagem de ionização de um ácido dado seu pH da seguinte maneira:

O pH é definido como -log [H +], onde [H +] é a concentração de prótons em solução em moles por litro, ou seja, sua molaridade.

Se, por exemplo, você tem uma solução de ácido fórmico 0,1 M com um pH de 2,5, você pode substituir esse valor na equação de pH:

2,5 = -log [H +]

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

Para ácidos mais fortes, você precisará do K_uma do ácido para resolver a equação:

K_uma = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])

Conforme observado, você pode pesquisar o K_uma valores de vários ácidos comuns em vez de calculá-los explicitamente.

Mas para ácidos fracos, que estão presentes a maioria desses problemas, [H +] = [A-], e ([HA] - [H +]) é muito próximo de [HA]. Portanto, basta usar a molaridade da solução fornecida para [HA], que neste caso é 0,10.

Isso é [H +] / [HA] × 100, ou para esta solução de ácido fórmico,

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %