Содержание
Разница между сильной и слабой кислотой состоит в том, что сильная кислота полностью ионизируется в растворе, а слабая ионизируется лишь частично. Шкала pH соответствует количеству ионизированного водорода в растворе. Для слабых кислот pH зависит от концентрации раствора. Если вы знаете pH и тип кислоты, вы можете определить концентрацию и процент ионизации. Этот тип расчета необходим для обучения работе с кислотами и основаниями.
Шаг 1
Вычислите концентрацию ионов водорода по формуле [H +] = 1 / (10 ^ pH), где [H +] - концентрация ионов водорода. Эта формула происходит от определения pH: pH = - log [H +]. Например, если pH раствора бензойной кислоты составляет 2,51, [H +] = 1 / (10 ^ 2,51) = 3,09 x 10 ^ -3 моль / л.
Шаг 2
Найдите константу диссоциации кислоты (Ka) в таблице слабых кислот (см. «Ресурсы»). Из таблицы константа диссоциации бензойной кислоты составляет Ka = 6,46 · 10 ^ -5.
Шаг 3
Рассчитайте начальную концентрацию кислоты. По определению, константа диссоциации равна Ka = [H +] [A -] / [HA], где [HA] - начальная концентрация, а [A-] - концентрация кислотных анионов, которые являются отрицательно заряженными ионами. В равновесии [HA] будет уменьшаться на величину, равную [H +], и [H +] также равно [A-]. Итак, вы можете записать выражение как Ka = [H +] ² / ([HA] - [H +]). Решите относительно [HA], чтобы получить формулу [HA] = [H +] ² / Ka + [H +]. Например: [HA] = (3,09 x 10 ^ -3) ² / (6,46 x 10 ^ -5) + (3,09 x 10 ^ -3) = 0,151 моль / литр.
Шаг 4
Найдите процент ионизации по формуле I = 100[H +] / [HA]. Например, I = 100(3,09 x 10 ^ -3) / 0,151 = 2,05 процента.