Hvordan beregne Hydrogen Ion Konsentrasjon

En hydrogen-ion-konsentrasjonen i en oppløsning som er et resultat av tilsetning av en syre. Sterke syrer gi en høyere konsentrasjon av hydrogenioner enn svake syrer, og det er mulig å beregne den resulterende hydrogenionekonsentrasjonen enten fra å vite pH-verdien eller ved å kjenne styrken av syren i en løsning. Løse med en kjent pH-verdi er enklere enn å løse fra syre dissosiasjonskonstanten og den opprinnelige konsentrasjon.

Bruksanvisning

Løse Med en kjent pH eller pOH

1 Sjekk for å bestemme hvorvidt den informasjon som gis inneholder pH-verdien eller den pOH av oppløsningen.

2 Beregn hydrogen ion konsentrasjonen ved å ta 10 til makten til den negative pH. For eksempel, for en løsning med pH 6,5, ville hydrogenionekonsentrasjonen være en

10 ^ -6,5, noe som tilsvarer 3,16 10 ^ -7. Forskere har definert pH som en logaritmisk snarvei for hydrogen ion konsentrasjonen. Dette betyr at pH-verdien er lik den negative logaritme av hydrogenionekonsentrasjonen.

3 Trekk pOH fra 14 (pH og pOH alltid svare til 14) for å komme frem til pH, hvis overfor en pOH tall bare, så fullfører beregningen ovenfor, siden pOH er den negative logaritmen av OH-ion-konsentrasjonen i en oppløsning .

Løse Fra Syrekonstanten (Ka) og mengde

4 Sette fra gram til mol, om nødvendig, ved hjelp av den molare massen av syren. Clackamas Community College tilbyr en flott tutorial på hvordan du gjør dette (se Ressurser). Hver kjemi student bør være sikker på å forstå enheter konverteringer og praksis med dem konsekvent.

5 Finne den molare konsentrasjon av syren ved å beregne mol dividert med l, for eksempel, ville 0,15 mol syre i 100 ml tilsvare 0,15 delt på 0,100, noe som tilsvarer en 1,5 M oppløsning.

6 Bruke den opprinnelige konsentrasjonen av syren som den hydrogen-ion-konsentrasjon for en sterk syre i oppløsning: alt av syren ioniserer. Det følgende er de eneste sterke syrer: HCl (saltsyre), HBr (hydrobromsyre), HI (hydrojodsyre), H2SO4 (svovelsyre), HNO3 (salpetersyre) og HClO4 (perklorsyre) syrer.

7 Anvende syre dissosiasjonskonstanten og en kalkulator for å finne konsentrasjonen av hydrogenioner til en svak syre. Skriv ut denne likningen:
Ka = ([H +] * [A-]) / [HA]
hvor [HA] er konsentrasjonen av syren ved likevekt, [H +] er konsentrasjonen av hydrogenioner, [A-] er konsentrasjonen av den korresponderende base, eller anion, som vil være lik [H +] og Ka er syren dissosiasjonskonstant.

8 Plugg inn den kjente verdien for Ka. Ligningen ser da slik ut:
Ka = x ^ 2 / [HA]
Nå, ettersom syren deles i ioner, den molare konsentrasjon av hvert ion ved likevekt er lik den samme mengde manglende fra den opprinnelige syre. Slik at ligningen er lik:
Ka = x ^ 2 / (Original konsentrasjon minus x).

9 Konvertere dette til en kvadratisk likning:
X ^ 2 + Ka x - (opprinnelig konsentrasjon * Ka) = 0
Bruk den kvadratiske formelen til å løse for den endelige verdien av x.