วิธีการคำนวณเปอร์เซ็นต์ของการแตกตัวเป็นไอออนด้วยค่า pH

pH ของสารละลายเป็นตัววัดของไฮโดรเจนไอออนหรือโปรตอนที่มีอยู่ในสารละลายนั้น เนื่องจากกรดเป็นผู้ให้โปรตอน ในชีวิตประจำวัน คุณสามารถพูดได้ว่าสารละลายที่มี "กรดแก่" (นั่นคือ กรดที่มีแนวโน้มสูงที่จะให้โปรตอนของมัน) เป็น "กรดมากกว่า" อา สารละลายที่ประกอบด้วยความเข้มข้นของกรด HCl อันทรงพลัง กรดไฮโดรคลอริก จะมี "ความเป็นกรดมากกว่า" มากกว่าสารละลายที่มีความเข้มข้นของกรดอะซิติกหรือธรรมดา น้ำส้มสายชู. ในแง่เคมี นั่นเป็นเพราะ pH ของกรดไฮโดรคลอริกต่ำกว่า

คุณสามารถเขียนกรดที่ไม่แยกส่วนออกเป็น HA หรือเขียนองค์ประกอบของกรดในสารละลายเป็น H+ (โปรตอน) และ A- (คอนจูเกตของกรด) ตัวอย่างเช่น กรดฟอร์มิก (พบในพิษมด) คือ HCOOH แต่ส่วนประกอบของกรดฟอร์มิกคือ H+ และ COOH- ที่สำคัญ เมื่อกรดที่ค่อนข้างอ่อนนี้ละลายในสารละลาย โมเลกุลทั้งสามจะมีอยู่ในสัดส่วนที่แตกต่างกัน ขอบเขตที่กรดใด ๆ ปล่อยโปรตอนคือขอบเขตของการทำให้แตกตัวเป็นไอออน และนี่คือฟังก์ชันของคุณสมบัติของกรดที่เรียกว่า Kซึ่งคุณสามารถหาได้ในตารางออนไลน์หรือในหนังสือ

คุณสามารถคำนวณเปอร์เซ็นต์ของการแตกตัวเป็นไอออนของกรดตามค่า pH ได้ด้วยวิธีต่อไปนี้:

pH ถูกกำหนดเป็น -log [H+] โดยที่ [H+] คือความเข้มข้นของโปรตอนในสารละลายเป็นโมลต่อลิตร กล่าวคือ ค่าโมลาริตี

ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณมีสารละลายกรดฟอร์มิก 0.1 โมลาร์ที่มีค่า pH 2.5 คุณสามารถแทนที่ค่านี้ลงในสมการ pH ได้:

2.5 = -log [H+]

[H+] = 1 ÷ 10^2.5 = 0.00316 M = 3.16 × 10^-3 โมล/ลิตร = 3.16 มิลลิโมล/ลิตร

สำหรับกรดที่แรงกว่านั้น คุณจะต้องใช้ K ของกรดในการแก้สมการ:

K = [H+][A-] ÷ ([HA] - [H+])

ตามที่ระบุไว้ คุณสามารถค้นหา K ค่าของกรดทั่วไปจำนวนหนึ่งแทนการคำนวณด้วยตนเองอย่างชัดเจน

แต่สำหรับกรดอ่อนๆ ซึ่งส่วนใหญ่มีปัญหาเหล่านี้ [H+] = [A-] และ ([HA] - [H+]) จะใกล้เคียงกับ [HA] มาก ดังนั้น คุณเพียงแค่ใช้โมลาริตีของสารละลายที่ให้ไว้สำหรับ [HA] ซึ่งในกรณีนี้คือ 0.10

นี่คือ [H+]/[HA] × 100 หรือสำหรับสารละลายกรดฟอร์มิกนี้

(0.00316 ÷ 0.10) × 100

= 3.16 %