Cum se calculează procentul de ionizare având în vedere pH-ul

PH-ul unei soluții este o măsură a ionilor de hidrogen sau a protonilor prezenți în acea soluție. Deoarece acizii sunt donatori de protoni, în termeni de zi cu zi, puteți spune că o soluție care conține un „acid puternic” (adică un acid cu o înclinație mare de a-și dona protonii) este „mai acidă”. A soluția care constă dintr-o anumită concentrație de acid puternic HCI, acid clorhidric, va fi „mai acidă” decât o soluție care conține o concentrație similară de acid acetic sau simplă oţet. În termeni chimici, acest lucru se datorează faptului că pH-ul acidului clorhidric este mai mic.

Puteți scrie schematic un acid nedisociat ca HA sau îi puteți scrie constituenții în soluție ca H + (protonul) și A- (conjugatul acidului). De exemplu, acidul formic (care se găsește în veninul furnicilor) este HCOOH, dar componentele sale sunt H + și COOH-. Important, când acest acid relativ slab se dizolvă în soluție, toate cele trei molecule există în proporții diferite. Măsura în care orice acid degajă protoni este măsura în care este ionizat și aceasta este o funcție a unei proprietăți a acidului cunoscută sub numele de K

Puteți calcula procentul de ionizare al unui acid, având în vedere pH-ul acestuia în felul următor:

pH-ul este definit ca -log [H +], unde [H +] este concentrația de protoni în soluție în moli pe litru, adică molaritatea acestuia.

Dacă, de exemplu, aveți o soluție 0,1 M de acid formic cu un pH de 2,5, puteți înlocui această valoare în ecuația pH-ului:

2,5 = -log [H +]

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

Pentru acizi mai puternici, veți avea nevoie de K_A a acidului pentru a rezolva ecuația:

K_A = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])

După cum sa menționat, puteți căuta K_A valorile unui număr de acizi obișnuiți în locul calculării lor în mod explicit.

Dar pentru acizii slabi, care prezintă majoritatea acestor probleme, [H +] = [A-], și ([HA] - [H +]) este foarte aproape de [HA]. Prin urmare, utilizați pur și simplu molaritatea soluției prevăzute pentru [HA], care în acest caz este 0,10.

Acesta este [H +] / [HA] × 100 sau pentru această soluție de acid formic,

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %