Quando si mescolano un acido come l'acido formico con acqua, raggiunge un equilibrio dove alcune molecole di acido formico stanno dando un ione di idrogeno per diventare formiato, mentre altri ioni di formiato stanno accettando un ione di idrogeno per diventare acido formico. All'equilibrio, questi due processi accadere allo stesso tasso, così la concentrazione di acido formico e formiato rimane costante. Ka è il rapporto di equilibrio tra prodotti di reagenti (ad es. acido formico a formiato) ad una data temperatura (solitamente a temperatura ambiente), e il logaritmo negativo di Ka è pKa. Se hai eseguito una titolazione in laboratorio e avere i vostri dati tutti pronti, o se si sta lavorando a un problema di compiti a casa, è possibile calcolare la pKa per il tuo acido con una formula poco pulita.
Istruzioni
• Raccogliere i dati dal tuo esperimento e assicurarsi di avere i seguenti cinque pezzi di informazioni: il volume di base che hai aggiunto per neutralizzare tutto l'acido, la concentrazione della base e il pH di 1/2, 1/3 e 2/3 del percorso per il rapporto stechiometrico point (il punto in cui tutto l'acido è stato neutralizzato). Se stai lavorando un problema di compiti a casa, potrai essere dato tutte queste informazioni per cominciare.
• Moltiplicare il volume della base aggiunto dalla sua concentrazione. Quando si esegue questa operazione, modificare il volume in litri. Se hai aggiunto 50 mL di idrossido di sodio molare 1, ad esempio, si sarebbe dividere 50 mL di 1000 mL / L per ottenere 0,05 L, quindi moltiplichi questo per 1 molare per ottenere 0,05 moli di base aggiunto.
• Scrivere l'equazione di Henderson-Hasselbalch, come segue: pH = pKa + log (B / A). B in questa equazione è la concentrazione di base coniugata, mentre A è la concentrazione di acido. Se si utilizzava acido formico, per esempio, formiato sarebbe la base coniugata, mentre acido formico sarebbe l'acido.
• Determinare il rapporto di acido alla base a 1/3, 1/2 e 2/3 del percorso per il stoichoimetric punto come segue: A 1/3 del modo, 1/3 di acido è neutralizzato a coniugato base, ma rimane di 2/3, quindi (1/3) / (2/3) = 1/2.
A 1/2 di modo, le concentrazioni di coniugato acido e base sono equivalenti, così B / A = 1.
A 2/3 del modo, 2/3 dell'acido è neutralizzato per coniugare la base, che lascia 1/3 acido, quindi (2/3) / (1/3) = 2.
• Prendere il registro di 1/2 (la prima risposta dal passaggio 4 sopra) e sottrarre dal pH a 1/3 del percorso fino al punto di stoichioimetric. Si noti che quando si esegue questa operazione, si è solo riordinando l'equazione di Henderson-Hasselbalch come segue: pH = pKa + log (B / A), e quindi pH - log (B / A) = pKa.
Se il pH a 1/3 della strada per il punto stechiometrico era 3.0, ad esempio, si sarebbe prendere il registro di 1/2 e sottrarre 3 per ottenere quanto segue: 3.0 - (-0.301) = pKa.
Un negativo negativo è una cosa positiva, quindi la tua risposta è 3.3 = pKa. Si può prendere il registro di un numero utilizzando il pulsante log sul vostro calcolatore.
• Fare lo stesso per il pH a 1/2 della strada per il punto stechiometrico. Si noti, tuttavia, che il registro di 1 è sempre 0, pertanto il pH e la pKa a 1/2 della strada per il punto stechiometrico sono esattamente uguali. Se hai trovato, per esempio, che il pH a 1/2 della strada per il punto stechiometrico era 3,40, ad esempio, si stima la pKa come 3,40.
• Ripetere i passaggi precedenti per il pH a 2/3 della strada per il punto stechiometrico. Se il pH a 2/3 del modo in cui era 3.70, ad esempio, è possibile calcolare le seguenti operazioni:
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
• Prendere la media delle tre risposte per la pKa. Ricordate che la media dei tre numeri è solo la somma di questi tre numeri diviso per 3. Continuando con l'esempio, (3.40 + 3,40 + 3,3) / 3 = 3,36, che è andata a 3.4 al fine di avere il giusto numero di cifre significative. Pertanto, la risposta sarebbe 3.4.
Consigli & Avvertenze
- Nel caso in cui ti stai chiedendo da dove viene l'equazione di Henderson-Hasselbalch, non c'è niente di misterioso su di esso: si fanno derivare prendendo l'equazione per il Ka, Ka = [B] [H +] / [A], quindi prendendo il registro negativo di entrambi i lati e riordinando l'equazione.