Τι είναι το επίπεδο pH του νιτρικού οξέος;

Το νιτρώδες οξύ είναι ένα αδύναμο οξύ και η διάστασή του αντιπροσωπεύεται ως,

$$ hno_2 \ rightleftharpoons h^ + + no_2^-$$

Το ρΗ ενός ασθενούς οξέος μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

$$ ph =-\ log [h^+] $$

όπου [Η^+] είναι η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου σε γραμμομόρια ανά λίτρο (Μ).

Η σταθερά διάστασης (ΚΑ) για το νιτρώδες οξύ είναι 4,5 x 10^(-4) στους 25 ° C. Το ΚΑ είναι ένα μέτρο της αντοχής ενός οξέος, και όσο μικρότερο είναι το ΚΑ, τόσο πιο αδύναμο είναι το οξύ. Για νιτρώδες οξύ:

$$ ka =[h^+] [no_2^-]/[hno_2] $$

Υποθέτοντας ότι το Χ είναι η συγκέντρωση των ιόντων Η^+ και ΝΟ2 που παράγονται σε ισορροπία και η αρχική συγκέντρωση του HNO2 είναι C, τότε:

$$ [h^+] =[no_2^-] =x $$

$$ [hno_2] =c - x $$

Αντικαθιστώντας αυτές τις συγκεντρώσεις στην έκφραση KA:

$$ 4.5 \ φορές 10^{ - 4} =x^2/(c - x) $$

At equilibrium, the concentration of the conjugate base, NO2-, is small compared to the initial concentration of HNO2, so we can assume that C ≈ [HNO2] in the denominator. Επομένως, απλουστεύοντας την εξίσωση, έχουμε:

$$ x^2 + (4.5 \ φορές 10^{-4}) x-(4.5 \ φορές 10^{-4}) c =0 $$

Επίλυση για το Χ, τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου:

$$ x =\ frac {-b ± √ (b^2 - 4ac)} {2a} $$

όπου a =1, b =4.5 x 10^(-4) και c =-(4.5 x 10^(-4)) c.

Υπολογισμός της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου (x):

$ $ x =\ frac {-(4.5 \ times 10^{-4}) ± √ ((4.5 \ φορές 10^{-4})^2-4 (1) (-4.5 \ φορές 10^{-4})} {2 (1)

$$ x =\ frac {4.5 \ times 10^{-4} ± 0.0198c} {2} $$

Δεδομένου ότι η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου δεν μπορεί να είναι αρνητική, παίρνουμε τη θετική ρίζα:

$$ x =\ frac {0.0198c + 4.5 \ times 10^{-4}} {2} $$

Αντικαθιστώντας την έκφραση KA στην εξίσωση:

$$ x =\ frac {ka [hno_2] + ka} {2} $$

$$ x =\ frac {(4.5 \ times 10^{-4}) [hno_2] + 4.5 \ times 10^{-4}} {2} $$

Στους 25 ° C:

$$ ph =-\ log \ left (\ frac {(4.5 \ times 10^{-4}) [hno_2] + 4.5 \ times 10^{-4}} {2} \ δεξιά) $$

Για παράδειγμα:

Εάν [HNO2] =0,1 m:

$$ ph =-\ log \ left (\ frac {(4.5 \ times 10^{-4}) (0.1) + 4.5 \ φορές 10^{-4}} {2} \ δεξιά) =2.85 $$

Επομένως, το ρΗ ενός διαλύματος νιτρώδους οξέος 0,1 Μ είναι περίπου 2,85.