Una concentración de iones de hidrógeno en una solución resulta de la adición de un ácido. Los ácidos fuertes dan una mayor concentración de iones de hidrógeno que los ácidos débiles, y es posible calcular la concentración de iones de hidrógeno resultante ya sea conociendo el pH o conociendo la concentración del ácido en una solución. Resolver con un pH conocido es más fácil que resolver a partir de la constante de disociación ácida y la concentración inicial.
Resolver con un pH conocido o pOH
Verificar si la información provista contiene el pH o la pOH de la solución.
Calcule la concentración de iones de hidrógeno tomando 10 a la potencia del pH negativo. Por ejemplo, para una solución de pH 6.5, la concentración de iones de hidrógeno sería 1 * 10 ^ -6.5, que es igual a 3.16 * 10 ^ -7. Los científicos han definido el pH como un atajo logarítmico para la concentración de iones de hidrógeno. Esto significa que el pH es igual al logaritmo negativo de la concentración de iones de hidrógeno.
Reste el pOH de 14 (pH y pOH siempre sumen 14) para llegar al pH, si se enfrenta solo con un número pOH, entonces complete el cálculo anterior, ya que el pOH es el logaritmo negativo de la concentración de iones OH en una solución.
Resolviendo la constante de disociación ácida (Ka) y la cantidad
Traducir de gramos a moles, si necesario, al usar la masa molar del ácido. Clackamas Community College ofrece un excelente tutorial sobre cómo hacer esto (ver Recursos). Todos los estudiantes de química deben estar seguros de comprender las conversiones de las unidades y practicar con ellas consistentemente.
Encuentre la concentración molar del ácido calculando los topos divididos por litros: por ejemplo, 0,15 moles de ácido en 100 ml equivaldrían a 0,15 dividido por 0.100, que equivale a una solución de 1.5 M.
Use la concentración original del ácido como la concentración de iones de hidrógeno para un ácido fuerte en solución: todo el ácido se ioniza. Los siguientes son los únicos ácidos fuertes: HCl (clorhídrico), HBr (hidrobrómico), HI (hidroyódico), H2SO4 (sulfúrico), HNO3 (nítrico) y HClO4 (ácido perclórico).
Utilice la constante de disociación ácida y una calculadora para encontrar la concentración de iones de hidrógeno para un ácido débil. Escriba esta ecuación: Ka = ([H +] * [A-]) /[HA] donde [HA] es la concentración del ácido en equilibrio, [H +] es la concentración de iones de hidrógeno, [A-] es la concentración de la base conjugada o anión, que será igual a [H +] y Ka es la constante de disociación ácida.
Conecte el valor conocido para Ka. La ecuación se ve así: Ka = x ^ 2 /[HA] Ahora, dado que el ácido se divide en iones, la concentración molar de cada ion en equilibrio es igual a la misma cantidad que falta del ácido original. Entonces esa ecuación es igual a: Ka = x ^ 2 /(Concentración original menos x).
Convierte esto a una ecuación cuadrática: X ^ 2 + Ka x - (concentración original * Ka) = 0 Usa la fórmula cuadrática para resolver el valor final de x.