Bir çözeltinin asitliğini ve bazlığını bilmek için pH’ın hesaplanması

pH = – günlük [H ₃ O ⁺ ]

Molaritesi 0,02 M veya mol/L olan hidroklorik asit (HCl) gibi güçlü bir asit için, aşağıda gösterildiği gibi tamamen iyonize olduğu için hidronyum iyon konsantrasyonu asidinkiyle aynı olacaktır. denklem.

HCl -> H _3O ⁺ + Cl ^–

Bu nedenle, pH hesaplanabilir:

pH = – günlük [H3O ₊ ^] = – günlük [0,02] = 1,69

Asetik asit (CH3COOH) ve çoğu organik asit gibi zayıf bir asit için _, asidin konsantrasyonu hidronyum iyonlarınınkiyle eşleşmez çünkü asit kısmen ayrışarak bir denge sağlar. Bu nedenle, çözeltinin pH’ını bilmek için hem asit konsantrasyonunu hem de ayrışma derecesini bilmek gerekir.

Bu nedenle, örneğin asetik gibi 0,02 M konsantrasyona ve %5 ayrışma derecesine sahip zayıf bir asit için, hidronyum iyonlarının konsantrasyonu ve dolayısıyla pH aşağıdaki gibi hesaplanabilir:

pH = – günlük [H _3O ⁺ ] = – günlük [ C alfa ] = – günlük (0,02 (5/100)) = 3

pH’tan hidronyum iyonu konsantrasyonunun hesaplanması

Hidronyum iyonlarının konsantrasyonu, pH’ı hesaplamak için kullanılanın tersi matematiksel işlem yapılarak pH’tan hesaplanabilir:

pH = – günlük [H ₃ O ⁺ ]

[H ₃ O ⁺ ] = 10  ^–pH

Bu nedenle pH = 6.3 için; hidronyum iyonu konsantrasyonu şöyle olacaktır:

6.3 = – günlük [ _H3O ⁺ ]

– 6.3 = günlük [ _H3O ⁺ ]

[ _H3O ⁺ ] = 10 – ^6,3 = 5.011,10 ^-7

pOH hesaplaması

pOH’yi , yani sulu bir çözeltinin bazlık derecesini bilmek için , güçlü bir baz içeren bir çözeltideki hidroksit iyonlarının konsantrasyonunu veya ayrışma derecesi ile birlikte zayıf bir bazın konsantrasyonunu bilmek gerekir . Örnek olarak, 0.02 M konsantrasyona sahip sodyum hidroksit (NaOH) gibi güçlü bir baz için hidronyum anyonlarının konsantrasyonu ile yapılanları takip ederek şu söylenebilir:

pOH = – günlük [OH ^– ]

pOH = –log [0,02] = 1,69

pOH’nin pH’a oranı şuna eşittir:

pH + pOH = 14

pH + 1,69 = 14

pH = 14 – 1,69 = 12,21

Hidroksit iyon konsantrasyonunu bir pOH değerinden, örneğin 2,56’lık bir pOH değerinden hesaplamak da mümkündür:

2,56 = – günlük [OH ^– ]

– 2,56 = günlük [OH ^– ]

[OH ^– ] = 10 ^-2,56 = 2,75,10 ^-3 M

Pratik örnekler

Örnek 1 . Hidronyum anyonlarının konsantrasyonu [H ₃ O ⁺ ] = 1.4.10  ^-5  M olan bir çözelti için pH’ı hesaplayın.

Çözüm

pH = -log [H _3O ⁺ ]
pH = -log [1.4.10  -5 ^] pH
= 4.85

Örnek 2 . _{[H 3} O ⁺ ] konsantrasyonunu 8,5 pH değerinden hesaplayın.

Çözüm

[H ₃ O ⁺ ] = 10  ^-pH
[H ₃ O ⁺ ] = 10  ^-8.5
[H ₃ O ⁺ ] = 3.2.10  ^-9  M

Örnek 3 . _{H 3} O ⁺ konsantrasyonu litre başına 0,0001 mol ise, bir çözeltinin pH’ını hesaplayın.

Çözüm

pH = –log(0,0001) = 4

Örnek 4 . 0,03 M hidroklorik asit, HCI çözeltisinin pH’ını bulun.

Hidroklorik asit, 1:1 molar orana göre hidronyum iyonlarına ve klorür anyonlarına ayrışan güçlü bir asittir . Bu nedenle, hidronyum iyonlarının konsantrasyonu, asit çözeltisinin konsantrasyonu ile tamamen aynıdır.

Cevap

[ _H3O + ]= 0.03 ^M

pH = – günlük (0,03)
pH = 1,5

pH’ı hesaplamak için hesaplamalar yaparken, cevaplarınızın mantıklı olup olmadığını her zaman kontrol etmelisiniz. Bir asit, 7’den (genellikle 1-3) çok daha düşük bir pH’a sahipken, bir baz yüksek bir pH değerine (genellikle 11-13 civarında) sahip olmalıdır. Teorik olarak negatif bir pH hesaplamak mümkün olsa da, pratikte pH değerleri 0 ile 14 arasında olmalıdır. Bu, 14’ten büyük bir pH’ın bir tür hatanın meydana gelmiş olması gerektiğini gösterdiği anlamına gelir.

kaynaklar

• Hesaplanan_pH ve pOH. (2021). Erişim tarihi: 17 Mart 2021, https://www.chem.purdue.edu/gchelp/howtosolveit/Equilibrium/Calculating_pHandpOH.htm