Cómo calcular las constantes de ionización del ácido

Cuando se mezcla un ácido como el ácido fórmico con agua, se llega a un equilibrio en el que algunas moléculas de ácido fórmico están renunciando a un ion hidrógeno para convertirse en formiato, mientras que otros iones de formiato están aceptando un ion hidrógeno para convertirse en ácido fórmico. En el equilibrio, estos dos procesos ocurren a la misma velocidad, por lo que la concentración de ácido fórmico y formiato se mantiene constante. Ka es la relación de equilibrio de los productos a los reactivos (por ejemplo, ácido fórmico para formiato) a una temperatura dada (normalmente temperatura ambiente), y el logaritmo negativo de Ka es pKa. Si ha realizado una valoración en el laboratorio y que sus datos todo listo, o si está trabajando un problema de tarea, se puede calcular el pKa de su ácido con una fórmula poco aseado.

instrucciones

1 Recopilar los datos de su experimento, y asegúrese de que tiene los siguientes cinco piezas de información: el volumen de la base de que para neutralizar todo el ácido, la concentración de la base, y el pH 1/2, 1/3 y 2/3 de la forma del punto estequiométrico (el punto en el que se ha neutralizado todo el ácido). Si está trabajando un problema de tarea, se le dará toda esta información para empezar.

2 Multiplicar el volumen de base añadido por su concentración. Cambiar el volumen de litros cuando lo hace. Si ha añadido 50 ml de hidróxido de sodio 1 molar, por ejemplo, hay que dividir 50 ml por 1.000 ml por litro para obtener 0,05 L, entonces multiplique esto por 1 molar para obtener 0,05 moles de base añadida.

3 Escribir la ecuación de Henderson-Hasselbalch, como sigue: pH = pKa + log (B / A). B en esta ecuación es la concentración de base conjugada, mientras que A es la concentración de ácido. Si estaba utilizando ácido fórmico, por ejemplo, formiato sería la base conjugada, mientras que el ácido fórmico sería el ácido.

4 Determinar la relación de ácido a la base en 1/3, 1/2 y 2/3 del camino hasta el punto de stoichoimetric como sigue: En un tercio del camino, 1/3 de ácido se neutraliza a base conjugada, pero 2 / 3 restos, por lo que (1/3) / (2/3) = 1/2.

En medio de la forma, las concentraciones de base conjugada y ácido son equivalentes, por lo que B / A = 1.

A 2/3 del camino, 2/3 del ácido se neutraliza a base conjugada, lo que deja un tercio de ácido, por lo que (2/3) / (1/3) = 2.

5 Saca primero la viga de 1/2 (su primera respuesta desde el paso 4 anterior) y restarlo de el pH a 1/3 del camino hacia el punto stoichioimetric. Observe que cuando lo hace, se le acaba Reordenar la ecuación de Henderson-Hasselbalch como sigue: pH = pKa + log (B / A), por lo tanto, el pH - log (B / A) = pKa.

Si el pH a 1/3 del camino hacia el punto estequiométrico fue de 3,0, por ejemplo, se toma el logaritmo de 1/2 y restarlo de 3 para obtener el siguiente: 3.0 - (-0.301) = pKa.

Un aspecto negativo negativo es un positivo, por lo que su respuesta es 3.3 = pKa. Usted puede tomar el logaritmo de un número utilizando el botón de registro en su calculadora.

6 Haga lo mismo para el pH a 1/2 del camino hacia el punto estequiométrico. Nótese, sin embargo, que el registro de 1 es siempre 0, por lo tanto el pH y el pKa en medio de la forma del punto estequiométrico son exactamente iguales. Si has encontrado, por ejemplo, que el pH en el medio del camino hacia el punto estequiométrico es 3,40, por ejemplo, se estimaría como el pKa 3.40.

7 Repetir los pasos anteriores para el pH a 2/3 del camino hacia el punto estequiométrico. Si el pH a 2/3 del camino era 3,70, por ejemplo, se puede calcular la siguiente:

pH = pKa + log (B / A)

3.70 = pKa + log ((2/3) / (1/3))

3.70 = pKa + log 2

3.70 - log 2 = pKa

pKa = 3,40

8 Tome el promedio de sus tres respuestas para el pKa. Recuerde que el promedio de tres números es simplemente la suma de los tres números dividido por 3. Continuando con el ejemplo, (3,40 + 3,40 + 3,3) / 3 = 3,36, lo que redondea a 3,4 con el fin de tener el número correcto de cifras significativas . Por lo tanto, su respuesta sería 3.4.

Consejos y advertencias

• En caso de que usted se está preguntando dónde viene la ecuación de Henderson-Hasselbalch a partir, no hay nada misterioso en ello: usted deriva mediante la adopción de la ecuación para el Ka, Ka = [B] [H +] / [A], a continuación, tomar el logaritmo negativo de ambos lados y la reordenación de la ecuación.