Cara Menghitung pH Asam Lemah dan Basah

Menghitung pH asam lemah sedikit lebih rumit daripada menentukan pH asam kuat karena asam lemah tidak sepenuhnya berdisosiasi dalam air. Untungnya, rumus untuk menghitung pH sederhana.

Pengambilan Kunci: pH Asam Lemah

• Menemukan pH asam lemah sedikit lebih rumit daripada menemukan pH asam kuat karena asam tidak sepenuhnya berdisosiasi menjadi ion-ionnya.
• Persamaan pH masih sama (pH = -log [H + ]), tetapi Anda harus menggunakan konstanta disosiasi asam (K a ) untuk menemukan [H + ].
• Ada dua metode utama pemecahan untuk konsentrasi ion hidrogen. Salah satunya melibatkan persamaan kuadratik. Yang lain menganggap asam lemah hampir tidak berdisosiasi dalam air dan mendekati pH. Yang mana yang Anda pilih tergantung pada seberapa akurat jawaban Anda. Untuk pekerjaan rumah, gunakan persamaan kuadratik. Untuk perkiraan cepat di lab, gunakan perkiraan.

pH Masalah Asam Lemah

Berapa pH larutan asam benzoat 0,01 M?

Diberikan: asam benzoat K a = 6,5 x 10 -5

Larutan

Asam benzoat berdisosiasi dalam air sebagai

C 6 H 5 COOH → H + + C 6 H 5 COO -

Rumus untuk K a adalah

K a = [H + ] [B - ] / [HB]

di mana
[H + ] = konsentrasi ion H +
[B - ] = konsentrasi ion basa konjugat
[HB] = konsentrasi molekul asam tidak terdisosiasi
untuk reaksi HB → H + + B -

Asam benzoat memisahkan satu H + ion untuk setiap C 6 H 5 COO - ion, sehingga [H +] = [C 6 H 5 COO - ].

Misalkan x mewakili konsentrasi H + yang terlepas dari HB, kemudian [HB] = C - x di mana C adalah konsentrasi awal.

Masukkan nilai-nilai ini ke dalam persamaan K a

K a = x · x / (C - x )
K a = x² / (C - x)
(C - x) K a = x²
x² = CK a - xK a
x² + K a x - CK a = 0.

Memecahkan untuk x menggunakan persamaan kuadratik

x = [-b ± (b² - 4ac) ½ ] / 2a

x = [-K dan + (K a ² + 4CK a ) ½ / 2

** Catatan ** Secara teknis, ada dua solusi untuk x. Karena x mewakili konsentrasi ion dalam larutan, nilai x tidak boleh negatif.

Masukkan nilai untuk K a dan C

K a = 6,5 x 10 -5
C = 0,01 M

x = {-6,5 x 10 -5 + [(6,5 x 10 -5 ) 2 + 4 (0,01) (6,5 x 10 -5 )] ½ } / 2
x = (-6,5 x 10 -5 + 1,6 x 10 - 3 ) / 2
x = (1,5 x 10 -3 ) / 2
x = 7,7 x 10 -4

Temukan pH

pH = -log [H + ]

pH = -log (x)
pH = -log (7,7 x 10 -4 )
pH = - (- 3,11)
pH = 3,11

Menjawab

PH larutan asam benzoat 0,01 M adalah 3,11.

Solusi: Metode Cepat dan Kotor untuk Menemukan pH Asam Lemah

Kebanyakan asam lemah hampir tidak berdisosiasi dalam larutan. Dalam larutan ini kami menemukan asam hanya terdisosiasi dengan 7,7 x 10 -4 M. Konsentrasi asli adalah 1 x 10 -2 atau 770 kali lebih kuat dari konsentrasi ion terdisosiasi .

Nilai untuk C - x kemudian, akan sangat dekat dengan C tampak tidak berubah. Jika kita mengganti C untuk (C - x) dalam persamaan K a ,

K a = x² / (C - x)
K a = x² / C

Dengan ini, tidak perlu menggunakan persamaan kuadrat untuk menyelesaikan x

x² = K a · C

x² = (6,5 x 10 -5 ) (0,01)
x² = 6,5 x 10 -7
x = 8,06 x 10 -4

Temukan pH

pH = -log [H + ]

pH = -log (x)
pH = -log (8.06 x 10 -4 )
pH = - (- 3.09)
pH = 3.09

Perhatikan kedua jawaban tersebut hampir identik dengan perbedaan hanya 0,02.Perhatikan juga perbedaan antara x metode pertama dan x metode kedua hanya 0,000036 M. Untuk sebagian besar situasi laboratorium, metode kedua adalah "cukup baik" dan jauh lebih sederhana.

Periksa pekerjaan Anda sebelum melaporkan suatu nilai. PH asam lemah harus kurang dari 7 (tidak netral) dan biasanya kurang dari nilai asam kuat. Perhatikan ada beberapa pengecualian. Misalnya, pH asam hidroklorat adalah 3,01 untuk larutan 1 mM, sedangkan pH asam hidrofluor juga rendah, dengan nilai 3,27 untuk solusi 1 mM.