Πώς να υπολογίσετε το ποσοστό ιονισμού Δεδομένου του pH

Το pH ενός διαλύματος είναι ένα μέτρο των ιόντων υδρογόνου, ή πρωτονίων, που υπάρχουν σε αυτό το διάλυμα. Επειδή τα οξέα είναι δότες πρωτονίων, με καθημερινούς όρους, μπορείτε να πείτε ότι ένα διάλυμα που περιέχει ένα «ισχυρό οξύ» (δηλαδή ένα οξύ με υψηλή τάση να δίνει τα πρωτόνια του) είναι «πιο όξινο». Ένα διάλυμα που αποτελείται από μια ορισμένη συγκέντρωση του ισχυρού οξέος HCl, το υδροχλωρικό οξύ, θα είναι «πιο όξινο» από ένα διάλυμα που περιέχει παρόμοια συγκέντρωση οξικού οξέος ή απλό ξύδι. Από χημική άποψη, αυτό συμβαίνει επειδή το pH του υδροχλωρικού οξέος είναι χαμηλότερο.

Μπορείτε να γράψετε ένα αδιάσπαστο οξύ σχηματικά ως ΗΑ, ή μπορείτε να γράψετε τα συστατικά του σε διάλυμα ως Η+ (το πρωτόνιο) και Α- (το συζυγές του οξέος). Για παράδειγμα, το μυρμηκικό οξύ (που βρίσκεται στο δηλητήριο των μυρμηγκιών) είναι HCOOH, αλλά τα συστατικά του είναι H+ και COOH-. Είναι σημαντικό ότι όταν αυτό το σχετικά ασθενές οξύ διαλύεται σε διάλυμα, και τα τρία μόρια υπάρχουν σε διάφορες αναλογίες. Ο βαθμός στον οποίο οποιοδήποτε οξύ εκπέμπει πρωτόνια είναι ο βαθμός στον οποίο ιονίζεται, και αυτό είναι συνάρτηση μιας ιδιότητας του οξέος που είναι γνωστή ως K_a του , που μπορείτε να βρείτε σε πίνακες στο διαδίκτυο ή σε βιβλία.

Μπορείτε να υπολογίσετε το ποσοστό ιονισμού ενός οξέος δεδομένου του pH του με τον ακόλουθο τρόπο:

Βήμα 1:Μετατροπή pH σε [H+]

Το pH ορίζεται ως -log [H+], όπου [H+] είναι η συγκέντρωση των πρωτονίων στο διάλυμα σε moles ανά λίτρο, δηλαδή η μοριακότητά του.

Εάν, για παράδειγμα, έχετε ένα διάλυμα μυρμηκικού οξέος 0,1 M με pH 2,5, μπορείτε να αντικαταστήσετε αυτήν την τιμή στην εξίσωση pH:

2,5 =-log [H+]

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

Βήμα 2:Προσδιορισμός [HA]

Για ισχυρότερα οξέα, θα χρειαστείτε το K_a του οξέος για να λύσουμε την εξίσωση:

K_a =[H+][A-] ÷ ([HA] - [H+])

Όπως σημειώθηκε, μπορείτε να αναζητήσετε το K_a Τιμές ενός αριθμού κοινών οξέων αντί να τις υπολογίσετε ρητά μόνοι σας.

Αλλά για αδύναμα οξέα, τα οποία είναι παρόντα στην πλειονότητα αυτών των προβλημάτων, το [H+] =[A-] και ([HA] - [H+]) είναι πολύ κοντά στο [HA]. Επομένως, χρησιμοποιείτε απλώς τη μοριακότητα του διαλύματος που παρέχεται για το [HA], που σε αυτήν την περίπτωση είναι 0,10.

Βήμα 3:Υπολογισμός του ποσοστού ιονισμού

Αυτό είναι [H+]/[HA] × 100 ή για αυτό το διάλυμα μυρμηκικού οξέος,

(0,00316 ÷ 0,10) × 100

=3,16 %