Obliczanie pH roztworów kwasów.

Obliczanie pH kwasów należy rozpocząć od ocenienia wzgędnej mocy danego kwasu:

• kwasy mocne: kwas solny(HCl), kwas azotowy(V)(HNO₃), kwas siarkowy(VI)(H₂SO₄), kwas bromowodorowy(HBr), kwas jodowodorowy(HI), kwas chlorowy(V)(HClO₃), kwas chlorowy(VII)(HClO₄₎, kwas managanwy(VII)(HMnO₄)
• kwasy słabe: kwas węglowy(H₂CO₃), kwas siarkowy(IV)(H₂SO₃), kwas azotowy(III)(HNO₂), kwas cyjanowodorowy(HCN) i inne.

1. Obliczanie pH kwasów mocnych.

Do obliczenia pH potrzebne jest stężenie molowe kationów wodorowych(H⁺). Aby obliczyć stężenie H⁺ należy pomnożyć stężenie molowe kwasu przez liczbę protonów w cząsteczce danego kwasu, np.:

- 0,02 molowy roztwór HCl: c_H⁺= 0,02mol/dm³ · 1 = 0,02mol/dm³

- 0,003 molowy roztwór H₂SO₄: c_H⁺= 0,003mol/dm³ · 2 = 0,006mol/dm³

Mając c_H⁺ możemy je wstawić do wzoru i obliczyć pH:

pH = -log[H⁺] np.: pH = -log(0,02) pH=1,7

2. Obliczanie pH kwasów słabych.

W przypadku kwasów słabych sprawa jest trudniejsza, gdyż nie wszytkie cząsteczki kwasu znajdujące się w roztworze ulegają dysocjacji. W takim wypadku, aby obliczyć stężenie kationów wodorowych należy ułożyć równanie stałej dysocjacji danego kwasu i wyprowadzić zależność opisującą interesujące nas stężenie.

Zagadnienie to wyjaśnimy na przykładzie:

Oblicz pH roztworu kwasu azotowego(III) o stężeniu 0,01 mol/dm³, jeśli stała dysocjacji HNO₂ wynosi 5,62 · 10^-4.

W pierwszym kroku układamy równanie reakcji dysocjacji:

HNO₂ ↔ H⁺ + NO₂^-

Następnie układamy równanie na stałą dysocjacji i przyjmujemy odpowiednie uproszczenia:

[H⁺] = [NO₂^-] = x

[HNO₂] = c_HNO2 - x

Podstawiamy uproszczenia do wzoru i dokonujemy przekształceń:

Otrzymujemy równanie kwadratowe, do którego podstawiamy wartości liczbowe podane w treści zadania i następnie rozwiązujemy:

x² + 5,62·10^-4x - 5,62 · 10^-4 · 0,01 = 0

x1<0 x2=0.00211

Otrzymany wynik jest stężeniem kationów wodorowych, który wystarczy podstawić do wzoru:

pH = -log[0,00211] pH=2,68