Hur man beräknar procentandelen jonisering med tanke på pH

PH i en lösning är ett mått på vätejonerna eller protonerna som finns i den lösningen. Eftersom syror är protondonatorer kan man i vardagen säga att en lösning som innehåller en "stark syra" (det vill säga en syra med hög benägenhet att donera sina protoner) är "surare." A lösning bestående av en viss koncentration av den kraftfulla syran HCl, saltsyra, kommer att vara "surare" än en lösning som innehåller en liknande koncentration av ättiksyra, eller vanlig vinäger. I kemiska termer beror detta på att saltsyrans pH är lägre.

Du kan skriva en icke-dissocierad syra schematiskt som HA, eller så kan du skriva dess beståndsdelar i lösning som H + (protonen) och A- (syras konjugat). Exempelvis är myrsyra (finns i myrgift) HCOOH, men dess komponenter är H + och COOH-. Det är viktigt att, när denna relativt svaga syra löses upp i lösning, finns alla tre molekylerna i varierande proportioner. I vilken utsträckning någon syra avger protoner är i vilken utsträckning den joniseras, och detta är en funktion av en egenskap hos syran som kallas dess K

Du kan beräkna procentandelen jonisering av en syra som ges dess pH på följande sätt:

pH definieras som -log [H +], där [H +] är koncentrationen av protoner i lösning i mol per liter, dvs dess molaritet.

Om du till exempel har en 0,1 M lösning av myrsyra med ett pH på 2,5 kan du ersätta detta värde i pH-ekvationen:

2,5 = -log [H +]

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

För starkare syror behöver du K_a av syran för att lösa ekvationen:

K_a = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])

Som nämnts kan du slå upp K_a värden för ett antal vanliga syror istället för att beräkna dem uttryckligen själv.

Men för svaga syror, som är närvarande, är majoriteten av dessa problem [H +] = [A-], och ([HA] - [H +]) är mycket nära [HA]. Därför använder du helt enkelt molariteten för den lösning som tillhandahålls för [HA], som i detta fall är 0,10.

Detta är [H +] / [HA] × 100, eller för denna myrsyra-lösning,

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %