Inhoud
De pH van een oplossing is een maat voor de waterstofionen of protonen die in die oplossing aanwezig zijn. Omdat zuren protondonoren zijn, kun je in dagelijkse bewoordingen zeggen dat een oplossing met een "sterk zuur" (dat wil zeggen een zuur met een hoge neiging om zijn protonen te doneren) "zuurder" is. Een oplossing bestaande uit een bepaalde concentratie van het krachtige zuur HCl, zoutzuur, zal "zuurder" zijn dan een oplossing die een vergelijkbare concentratie azijnzuur of gewone azijn bevat. In chemische termen komt dit omdat de pH van zoutzuur lager is.
Je kunt schematisch een niet-gedissocieerd zuur schrijven als HA, of je kunt de bestanddelen in oplossing schrijven als H + (het proton) en A- (het conjugaat van het zuur). Mierenzuur (gevonden in mierengif) is bijvoorbeeld HCOOH, maar de componenten zijn H + en COOH-. Belangrijk is dat wanneer dit relatief zwakke zuur in oplossing oplost, alle drie de moleculen in verschillende verhoudingen bestaan. De mate waarin een zuur protonen afgeeft, is de mate waarin het is geïoniseerd, en dit is een functie van een eigenschap van het zuur dat bekend staat als zijn Keen, die u kunt vinden in tabellen online of in boeken.
U kunt het percentage ionisatie van een zuur op basis van de pH op de volgende manier berekenen:
Stap 1: pH omzetten in
pH wordt gedefinieerd als -log, waar is de concentratie van protonen in oplossing in mol per liter, d.w.z. de molariteit ervan.
Als u bijvoorbeeld een 0,1 M oplossing van mierenzuur met een pH van 2,5 heeft, kunt u deze waarde in de pH-vergelijking vervangen:
2.5 = -log
= 1 ÷ 102.5 = 0,00316 M = 3,16 × 10-3 mol / L = 3,16 mmol / L
Stap 2: Bepaal
Voor sterkere zuren heb je de K nodigeen van het zuur om de vergelijking op te lossen:
Keen = ÷ ( - )
Zoals opgemerkt, kun je de K opzoekeneen waarden van een aantal veel voorkomende zuren in plaats van ze expliciet zelf te berekenen.
Maar voor zwakke zuren, die een meerderheid van deze problemen vertonen, is =, en (-) heel dicht bij. Daarom gebruikt u eenvoudig de molariteit van de geboden oplossing, die in dit geval 0,10 is.
Stap 3: Bereken het percentage ionisatie
Dit is / × 100, of voor deze mierenzuuroplossing,
(0.00316 ÷ 0.10) × 100
= 3.16 %