كيفية حساب درجة الحموضة من المياه باستخدام pKa

المحتوى

• نصائح

يُعد الأس الهيدروجيني و pKa معلمات مهمة للحل في العديد من مجالات الكيمياء ، بما في ذلك الحسابات التي تنطوي على توازن الحمض القاعدي. الرقم الهيدروجيني هو مقياس عالمي للحموضة ، يعرف باسم اللوغاريتم السلبي ، إلى الأساس 10 ، من "تركيز أيون الهيدروجين" من المحلول ، ويتم التعبير عنه كـ: pH = -log. تشير الأقواس إلى التركيز وتشير علامة "+" إلى شحنة أيون الهيدروجين. pKa هي اللوغاريتم السلبي ، حتى القاعدة 10 ، لـ "ثابت التفكك" للحمض الضعيف. على سبيل المثال ، يتم كتابة تفكك الحمض الضعيف "HA": Ka = / ، حيث A- هي "القاعدة المرافقة" للحامض. لذلك ، pKa = -log Ka. كل حمض ضعيف لديه قيمة pKa فريدة من نوعها. استخدم معادلة Henderson-Hasselbalch لحساب الأس الهيدروجيني لمحلول عازل ، وهو عبارة عن محلول للحمض الضعيف وقاعدته المترافقة ، عندما يكون pKa للحمض معروفًا. يتم التعبير عن هذه المعادلة: pH = pKa + log (/).

افترض أن لديك محلولًا مؤقتًا تم تحضيره بإضافة 25.0 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم 0.1 Na إلى 75.0 مل من محلول حمض الخليك 0.1 M ، حيث تشير "M" إلى التركيز المولي. لاحظ أن حامض الخليك يتفاعل مع NaOH لتشكيل القاعدة المرافقة ، CH3C00H- ، على النحو التالي: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. من أجل حساب الرقم الهيدروجيني ، من الضروري حساب كميات الحمض والقاعدة المقترنة في محلول العازلة بعد التفاعل.

حساب الشامات الأولية للقاعدة والحمض في الحل العازلة. على سبيل المثال ، مولات NaOH = 25.0 مل × 0.1 مول / لتر × 1 لتر / 1000 مل = 0.0025 مول ؛ مولات CH3COOH = 75.0 مل × 0.10 مول / لتر × 1 لتر / 1000 مل = 0.0075 مول.

لاحظ أنه عند خلط المحاليل ، يستهلك CH3COOH أيونات OH- (الهيدروكسيل) المرتبطة بـ NaOH ، بحيث يبقى 0.0050 مول من CH3COOH (حمض) ، 0.0025 مول من CH3COO- (أساسي) و 0 مول من OH- .

استبدل pKa للحمض (4.74 لحمض الخليك) وتركيزات الحمض والقاعدة في معادلة Henderson-Hasselbalch لحساب درجة الحموضة في محلول العازلة. على سبيل المثال ، الرقم الهيدروجيني = 4.74 + log (0.0025 / 0.005) = 4.74 + log 0.5 = 4.44.




نصائح