Kako najti pH za določeno molarnost

Težko je živeti v sodobnem svetu, ne da bi slišali sklicevanja na kisline, ki so pogosto prikazane v farmacevtski in drugi oglasi kot tekoči agresorji, namenjeni brisanju in poškodovanju najrazličnejših stvari, od kože do oblačil do pohištvo. Nedvomno ste videli oglase za izdelke, imenovane antacidi, ki so namenjeni odpravljanju učinkov kisline, ki nastaja v želodcu.

Kisline imajo različno stopnjo jakosti ali kislosti. Nenavaden, a v osnovi preprost obseg, znan kot Lestvica pH je merilo, kako kisla je vodna raztopina ali, v drugačnem kadriranju istega kemijskega scenarija, kako bazična ali alkalna je.

Za določitev pH vodne raztopine (to je snovi, raztopljene v vodi) morate poznati le koncentracijo vodikovih ionov (H⁺) v tej rešitvi ali njeni molarnost. Toda poleg pH, kaj sploh so moli, molarnost in kisline?

Kisline so molekule, ki lahko dajo protone. Preprost primer je klorovodikova kislina, HCl. Ta molekula zlahka opusti svojo komponento H + v vodni raztopini in je

Močne kisline imajo nizke vrednosti pH. Voda je nevtralna, s pH 7; močna bazeali protonski akceptorji (na primer natrijev hidroksid, NaOH) imajo visoke vrednosti pH, nekatere blizu 14,0.

Za kislinsko-bazično kemijo je primerneje izmeriti koncentracijo topljene snovi v moli, ali posamezni delci (npr. atomi, molekule) na enoto prostornine namesto na maso enote prostornine. To je zato, ker atomi reagirajo med seboj v znanih razmerjih na način, ki ni povezan z atomsko maso.

En mol (1 mol) karkoli je 6,02 × 10²³ delci; 1 mol v prostornini 1 L ima molarnost 1,0. Tako ima 6 mol NaCl v 8 L vodne raztopine molarnost 6 mol / 8 L = 0,75; 6 mol veliko masivnejše molekule adenozin trifosfata, raztopljenega v 8 L, ima večjo maso, vendar ima enako molarnost, 0,75 M.

Enačba pH je najpogosteje zapisana v obliki

Tu je količina v oklepajih molarnost ionov H + v raztopini. Če torej poznate molarnost, lahko dobite vrednost pH in obratno.

Če želite preiti z molarnosti na pH, uporabite kalkulator ali podobno orodje, da logaritem pripeljete do osnove 10 (privzeta osnova) molarnosti, obrnite znak, da dobite pozitivno vrednost, in končali ste!

Primer: Če je molarnost vodne raztopine 6,3 × 10^-5 M, kakšen je pH?

pH = −log [6,3 × 10^-5] = 4.2.

Koncentracijo lahko izračunate tudi iz pH in pK_a, slednje izhaja iz konstanta disociacijske kislineK_a. Višji kot je K_a za določeno kislino je močnejša kislina. PK_a kajti katera koli kislina je pH, pri katerem je bila polovica kisline ionizirana (to je, ko je polovica "kislih" protonov raztovorjena v raztopino).

Enačba obresti je znana kot Henderson-Hasselbach enačba in je zapisano:

To pomeni, da glede na pK kisline_a in relativno koncentracijo aniona in "nedotaknjene" kisline lahko določite pH. K_a vrednosti lahko enostavno poiščete v spletu in pKa lahko poiščete z enakim postopkom kot za pH, če tudi ni naveden.

Oglejte si vire za spletno orodje, ki vam omogoča določanje pH različnih kislih in bazičnih raztopin. S tem lahko pridobite občutek za razmerja med različnimi jakostmi kisline, koncentracijo in pH.