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
a, som du hittar i tabeller online eller i böcker.Du kan beräkna procentandelen jonisering av en syra som ges dess pH på följande sätt:
Steg 1: Konvertera pH till [H +]
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 ÷ 102.5 = 0,00316 M = 3,16 × 10-3 mol / L = 3,16 mmol / L
Steg 2: Bestäm [HA]
För starkare syror behöver du Ka av syran för att lösa ekvationen:
Ka = [H +] [A-] ÷ ([HA] - [H +])
Som nämnts kan du slå upp Ka 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.
Steg 3: Beräkna den procentuella joniseringen
Detta är [H +] / [HA] × 100, eller för denna myrsyra-lösning,
(0.00316 ÷ 0.10) × 100
= 3.16 %
