Tabla de Contenidos
pH = – log [H 3 O + ]
Pentru un acid puternic, cum ar fi acidul clorhidric (HCl), cu o molaritate de 0,02 M sau mol/L, concentrația ionului de hidroniu va fi aceeași cu cea a acidului, deoarece este complet ionizat, așa cum se arată în continuare. ecuaţie.
HCl -> H 3 O + + Cl –
Prin urmare, pH-ul poate fi calculat:
pH = – log [H 3 O + ] = – log [0,02] = 1,69
Pentru un acid slab, cum ar fi acidul acetic (CH 3 COOH) și majoritatea acizilor organici, concentrația acidului nu se potrivește cu cea a ionilor de hidroniu deoarece acidul este parțial disociat, dând un echilibru. Prin urmare, este necesar să se cunoască atât concentrația acidului, cât și gradul de disociere pentru a cunoaște pH-ul soluției.
Astfel, de exemplu, pentru un acid slab, cum ar fi acetic, cu o concentrație de 0,02 M și un grad de disociere de 5%, concentrația ionilor de hidroniu și, prin urmare, pH-ul, poate fi calculată după cum urmează:
pH = – log [H 3 O + ] = – log [ C alfa ] = – log (0,02 (5/100)) = 3
Calculul concentrației ionilor de hidroniu din pH
Concentrația ionilor de hidroniu poate fi calculată din pH făcând operația matematică inversă celei utilizate pentru a calcula pH-ul:
pH = – log [H 3 O + ]
[H30 + ] = 10 –pH
De aceea, pentru un pH = 6,3; concentrația ionului de hidroniu ar fi:
6.3 = – log [H 3 O + ]
– 6,3 = log [H 3 O + ]
[ H3O + ] = 10 – 6,3 = 5.011,10 -7
calculul pOH
Pentru a cunoaște pOH , adică gradul de bazicitate al unei soluții apoase , este necesar să se cunoască concentrația ionilor de hidroxid într-o soluție cu o bază tare sau concentrația unei baze slabe împreună cu gradul ei de disociere. Urmând ca exemplu ceea ce s-a făcut cu concentrația de anioni de hidroniu, pentru o bază tare precum hidroxidul de sodiu (NaOH) cu o concentrație de 0,02 M se poate spune că:
pOH = – log [OH – ]
pOH = –log [0,02] = 1,69
Raportul dintre pOH și pH este egal cu:
pH + pOH = 14
pH + 1,69 = 14
pH = 14 – 1,69 = 12,21
Este, de asemenea, posibil să se calculeze concentrația ionului hidroxid dintr-o valoare pOH, astfel, de exemplu, pentru o valoare pOH de 2,56:
2,56 = – log [OH – ]
– 2,56 = log [OH – ]
[OH – ] = 10 -2,56 = 2,75,10 -3 M
Exemple practice
Exemplul 1 . Calculați pH-ul unei soluții a cărei concentrație de anioni de hidroniu este [H 3 O + ] = 1,4,10 -5 M.
Soluţie
pH = -log [H 3 O + ]
pH = -log [1.4.10 -5 ]
pH = 4.85
Exemplul 2 . Calculați concentrația de [H 3 O + ] de la un pH de 8,5.
Soluţie
[ H3O + ] = 10 – pH [
H3O + ] = 10-8,5 [ H3O
+ ] = 3,2,10 -9 M
Exemplul 3 . Calculați pH-ul unei soluții, dacă concentrația de H 3 O + este de 0,0001 moli pe litru.
Soluţie
pH = –log(0,0001) = 4
Exemplul 4 . Aflați pH-ul unei soluții 0,03 M de acid clorhidric, HCl.
Acidul clorhidric este un acid puternic care se disociază conform unui raport molar de 1:1 în ioni de hidroniu și anioni de clorură. Prin urmare, concentrația ionilor de hidroniu este exact aceeași cu concentrația soluției de acid.
Răspuns
[H30 + ] = 0,03 M
pH = – log (0,03)
pH = 1,5
Când efectuați calcule pentru a calcula pH-ul, ar trebui să verificați întotdeauna dacă răspunsurile dvs. au sens. Un acid ar trebui să aibă un pH mult mai mic decât 7 (de obicei 1-3), în timp ce o bază are o valoare ridicată a pH-ului (de obicei în jur de 11-13). Deși în teorie este posibil să se calculeze un pH negativ, în practică valorile pH-ului trebuie să fie între 0 și 14. Aceasta înseamnă că un pH mai mare de 14 indică faptul că trebuie să fi apărut un anumit tip de eroare.
Surse
- Calcularea_pH și pOH. (2021). Preluat la 17 martie 2021, de la https://www.chem.purdue.edu/gchelp/howtosolveit/Equilibrium/Calculating_pHandpOH.htm
