Πώς υπολογίζετε το pH από το KA;

Εδώ είναι πώς να υπολογίσετε το pH από το KA, μαζί με εξηγήσεις και παραδείγματα:

Κατανόηση των εννοιών

* ka (σταθερά διάστασης οξέος): Αυτή η τιμή μας λέει το βαθμό στον οποίο ένα οξύ διαχωρίζει (σπάει) στο νερό. Ένα υψηλότερο ΚΑ δείχνει ένα ισχυρότερο οξύ, που σημαίνει ότι ιονίζει πιο εύκολα.

* ph: Ένα μέτρο της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου (Η+) σε ένα διάλυμα. Οι χαμηλότερες τιμές ρΗ υποδηλώνουν υψηλότερη οξύτητα.

Ο τύπος

Η σχέση μεταξύ ΚΑ και ρΗ προέρχεται από την έκφραση ισορροπίας για τη διάσπαση ενός ασθενούς οξέος (ΗΑ):

Ha (aq) ⇌ h + (aq) + a- (aq)

* Ka =([h+] [a-])/[ha]

Για να υπολογίσουμε το PH, πρέπει να προσδιορίσουμε τη συγκέντρωση [Η+]. Εδώ είναι:

βήματα

1. Ρυθμίστε έναν πίνακα πάγου (αρχική, αλλαγή, ισορροπία)

* Αρχική: Η αρχική συγκέντρωση του ασθενούς οξέος ([ha] ₀).

* Αλλαγή: Η μεταβολή της συγκέντρωσης λόγω αποσύνδεσης (-x για ΗΑ, + Χ για Η + και Α-).

* Ισορροπία: Οι τελικές συγκεντρώσεις σε ισορροπία ([ha] ₀ - x, x, x).

2. Γράψτε την έκφραση KA:

* Ka =(x * x) / ([ha] ₀ - x)

3. Επίλυση για x:

* Για τα αδύναμα οξέα, το Χ είναι συχνά πολύ μικρότερο από το [ha] ₀. Αυτό απλοποιεί την εξίσωση:ka ≈ x2 / [ha] ₀

* Λύστε για το x (που αντιπροσωπεύει [Η+]).

4. Υπολογίστε το pH:

* ph =-log [Η+]

Παράδειγμα

Ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα διάλυμα 0,1 Μ οξικού οξέος (ch₃cooh) με ka 1,8 x 10⁻⁵.

1. Πίνακας πάγου:

| | Ch₃cooh | H+ | Ch₃coo- |

| ----- | ----------- | ---- | ---------- |

| I | 0,1 m | 0 | 0 |

| C | -x | +x | +x |

| Ε | 0.1 - x | x | x |

2. Έκφραση ka:

* 1,8 x 10⁻⁵ =(x * x) / (0,1 - x)

* Δεδομένου ότι το ΚΑ είναι μικρό, μπορούμε να προσεγγίσουμε:1,8 x 10⁻⁵ ≈ x² / 0,1

* Επίλυση για x:x =√ (1,8 x 10⁻⁵ * 0,1) =1,34 x 10⁻³ m

3. Υπολογίστε το pH:

* ph =-log (1,34 x 10⁻³) ≈ 2,87

Βασικά σημεία

* παραδοχές: Η χρησιμοποιούμενη απλοποίηση (x <<[ha] ₀) ισχύει για αδύναμα οξέα. Εάν το ΚΑ είναι σχετικά μεγάλο, η τετραγωνική εξίσωση πρέπει να λυθεί.

* πολυπρωτικά οξέα: Για τα οξέα που δωρίζουν περισσότερα από ένα πρωτόνια, η διαδικασία γίνεται πιο περίπλοκη, απαιτώντας την εξέταση πολλαπλών τιμών ΚΑ.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν έχετε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα ή περαιτέρω ερωτήσεις!