Kako izračunati odstotek ionizacije glede na pH

PH raztopine je merilo vodikovih ionov ali protonov, prisotnih v tej raztopini. Ker so kisline darovalci protonov, lahko v vsakdanjem izrazu rečete, da je raztopina, ki vsebuje "močno kislino" (to je kislino z veliko nagnjenostjo k darovanju svojih protonov), "bolj kisla". A raztopina, sestavljena iz določene koncentracije močne kisline HCl, klorovodikove kisline, bo "bolj kisla" od raztopine, ki vsebuje podobno koncentracijo ocetne kisline ali navadne kis. V kemijskem smislu je to zato, ker je pH klorovodikove kisline nižji.

Nedisociirano kislino lahko zapišete shematsko kot HA ali pa njene sestavine v raztopini zapišete kot H + (proton) in A- (konjugat kisline). Na primer, mravljična kislina (najdemo jo v mravljininem strupu) je HCOOH, sestavni del pa sta H + in COOH-. Pomembno je, da ko se ta razmeroma šibka kislina raztopi v raztopini, obstajajo vse tri molekule v različnih razmerjih. Stopnja, v kateri katera koli kislina oddaja protone, je obseg, v kateri je ionizirana, in to je funkcija lastnosti kisline, znane kot njen K

Odstotek ionizacije kisline glede na njen pH lahko izračunate na naslednji način:

pH je opredeljen kot -log [H +], kjer je [H +] koncentracija protonov v raztopini v molih na liter, to je njegova molarnost.

Če imate na primer 0,1 M raztopino mravljične kisline s pH 2,5, lahko to vrednost nadomestite v enačbo pH:

2,5 = -log [H +]

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

Za močnejše kisline boste potrebovali K_a kisline za rešitev enačbe:

K_a = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])

Kot smo že omenili, lahko poiščete K_a vrednosti števil navadnih kislin namesto da bi jih izrecno izračunali sami.

Toda za šibke kisline, ki predstavljajo večino teh težav, je [H +] = [A-] in ([HA] - [H +]) zelo blizu [HA]. Zato preprosto uporabite molarnost raztopine, predvidene za [HA], ki je v tem primeru 0,10.

To je [H +] / [HA] × 100 ali za to raztopino mravljične kisline,

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %