תוֹכֶן
pH ו- pKa הם פרמטרי פתרון חשובים בתחומים רבים של כימיה, כולל חישובים הכוללים שיווי משקל בסיס-חומצה. pH הוא המדד האוניברסלי לחומציות, המוגדר כ- לוגריתם שלילי, לבסיס 10 של "ריכוז יון המימן" של תמיסה, והוא בא לידי ביטוי כ- pH = -log. בסוגריים מציינים ריכוז וסימן "+" מציין את המטען של יון המימן. pKa הוא הלוגריתם השלילי, לבסיס 10, של "קבוע הניתוק" של חומצה חלשה. לדוגמה, הניתוק של חומצה חלשה "HA" כתוב: Ka = /, כאשר A- הוא "הבסיס המצומד" של החומצה. לכן, pKa = -log Ka. לכל חומצה חלשה יש ערך pKa ייחודי. השתמש במשוואת הנדרסון-האסלבלך כדי לחשב את רמת החומציות של תמיסת חיץ, שהיא תמיסה של חומצה חלשה ובסיס מצומד שלה, כאשר ידוע ה- pKa של החומצה. משוואה זו באה לידי ביטוי: pH = pKa + log (/).
נניח שיש לך תמיסת חיץ שהוכנה על ידי הוספת 25.0 מ"ל של תמיסת נתרן הידרוקסיד 0.1M (NaOH) ל- 75.0 מ"ל של תמיסת 0.1 מ 'של חומצה אצטית (CH3COOH), שם "M" מציין ריכוז מולקולרי. שימו לב כי חומצה אצטית מגיבה עם NaOH ויוצרת את הבסיס המצומד, CH3C00H-, כדלקמן: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. לצורך חישוב ה- pH יש צורך בחישוב כמויות החומצה ובסיס המצומדים בתמיסת החיץ בעקבות התגובה.
חשב את השומות הראשוניות של הבסיס והחומצה בתמיסת החיץ. לדוגמה, שומות של NaOH = 25.0 מ"ל x 0.1 שומן / ליטר x 1 ליטר / 1000 מ"ל = 0.0025 שומות; שומות CH3COOH = 75.0 מ"ל x 0.10 שומה / ליטר x 1 ליטר / 1000 מ"ל = 0.0075 שומות.
שימו לב, לאחר ערבוב הפתרונות, ה- CH3COOH צורך את יוני ה- OH- (הידרוקסיל) הקשורים ל- NaOH, כך שנשאר הוא 0.0050 mol CH3COOH (חומצה), 0.0025 mol CH3COO- (בסיס) ו- 0 mol OH- .
החליפו את pKa של החומצה (4.74 לחומצה אצטית) ואת ריכוזי החומצה והבסיס במשוואת הנדרסון-האסלבאלץ 'לחישוב ה- pH של תמיסת החיץ. לדוגמא, pH = 4.74 + יומן (0.0025 / 0.005) = 4.74 + יומן 0.5 = 4.44.