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Una concentración de iones de hidrógeno en una solución resulta de la adición de un ácido. Los ácidos fuertes dan una concentración más alta 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 fuerza del ácido en una solución. Resolver con un pH conocido es más fácil que resolver desde la constante de disociación ácida y la concentración inicial.
Resolver con un pH o pOH conocido
Verifique para determinar si la información proporcionada contiene el pH o el 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, lo que equivale 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 (el pH y el pOH siempre suman 14) para llegar al pH, si solo se enfrenta a un número de pOH, luego complete el cálculo anterior, ya que el pOH es el logaritmo negativo de la concentración de iones OH en una solución .
Resolución de la constante de disociación ácida (Ka) y cantidad
Traslade de gramos a moles, si es necesario, utilizando la masa molar del ácido. Clackamas Community College ofrece un excelente tutorial sobre cómo hacer esto (ver Recursos). Todo estudiante de química debe asegurarse de comprender las conversiones de unidades y practicar con ellas de manera consistente.
Encuentre la concentración molar del ácido calculando moles divididos por litros: por ejemplo, 0.15 moles de ácido en 100 ml equivaldrían a 0.15 dividido por 0.100, lo 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: ácidos HCl (clorhídrico), HBr (bromhídrico), HI (hidroyódico), H2SO4 (sulfúrico), HNO3 (nítrico) y HClO4 (perclórico).
Use la constante de disociación ácida y una calculadora para encontrar la concentración de iones de hidrógeno para un ácido débil. Escriba esta ecuación: Ka = (*) / donde es la concentración del ácido en equilibrio, es la concentración de iones de hidrógeno, es la concentración de la base conjugada o anión, que será igual a y Ka es la constante de disociación del ácido .
Enchufe el valor conocido para Ka. La ecuación se ve así: Ka = x ^ 2 / 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 en el ácido original. Entonces esa ecuación es igual a: Ka = x ^ 2 / (Concentración original menos x).
Convierta esto a una ecuación cuadrática: X ^ 2 + Ka x - (concentración original * Ka) = 0 Use la fórmula cuadrática para resolver el valor final de x.