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La differenza tra un acido forte e uno debole è che l'acido forte è completamente ionizzato in soluzione mentre quello debole è solo parzialmente ionizzato. La scala del pH corrisponde direttamente alla quantità di idrogeno ionizzato in soluzione. Per gli acidi deboli, il pH dipende dalla concentrazione della soluzione. Se conosci il pH e il tipo di acido, puoi dedurre la concentrazione e la percentuale di ionizzazione. Questo tipo di calcolo è essenziale per imparare a lavorare con acidi e basi.
Passo 1
Calcola la concentrazione degli ioni idrogeno con la formula [H +] = 1 / (10 ^ pH), dove [H +] è la concentrazione degli ioni idrogeno. Questa formula deriva dalla definizione di pH: pH = - log [H +]. Ad esempio, se il pH di una soluzione di acido benzoico è 2,51, [H +] = 1 / (10 ^ 2,51) = 3,09 x 10 ^ -3 moli / litro.
Passo 2
Cerca la costante di dissociazione acida (Ka) nella tabella degli acidi deboli (vedi "Risorse"). Dalla tabella, la costante di dissociazione per l'acido benzoico è Ka = 6,46 x 10 ^ -5.
Passaggio 3
Calcola la concentrazione iniziale di acido. Per definizione, la costante di dissociazione è Ka = [H +] [A -] / [HA], dove [HA] è la concentrazione iniziale e [A-] è la concentrazione degli anioni acidi, che sono ioni caricati negativamente. In equilibrio, [HA] diminuirà di una quantità pari a [H +] e anche [H +] è uguale a [A-]. Quindi, puoi scrivere l'espressione come Ka = [H +] ² / ([HA] - [H +]). Risolvere per [HA] per ottenere la formula [HA] = [H +] ² / Ka + [H +]. Ad esempio: [HA] = (3,09 x 10 ^ -3) ² / (6,46 x 10 ^ -5) + (3,09 x 10 ^ -3) = 0,151 moli / litro.
Passaggio 4
Trova la percentuale di ionizzazione con la formula I = 100[H +] / [HA]. Ad esempio, I = 100(3,09 x 10 ^ -3) / 0,151 = 2,05 percento.