Come calcolare la concentrazione di ioni di idrogeno

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Gentili lettori, la guida che state leggendo sarà dedicata ad argomentare rispetto al tema degli ioni di idrogeno. Infatti, come svilupperemo nei prossimi passi, ci dedicheremo a comprendere come poter calcolare la concentrazione di ioni di idrogeno.
Quindi, poniamoci la domanda: come si fa a calcolare la concentrazione di ioni di idrogeno?
Vediamolo insieme.
Vi auguro una buona lettura.

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La concentrazione di ioni di idrogeno in una soluzione è il risultato dell'aggiunta di un acido. Gli acidi forti danno una maggiore concentrazione di ioni di idrogeno rispetto agli acidi deboli, ed è possibile calcolare la concentrazione risultante di ioni di idrogeno sia attraverso la conoscenza del pH, sia dalla forza dell'acido nella soluzione. In una soluzione con un pH noto, è più semplice calcolare la concentrazione di ioni di idrogeno. Vediamo come.
Per calcolare la concentrazione di ioni di idrogeno in una soluzione con il pH noto, elevare quest'ultimo alla potenza negative di -10. Ad esempio, una soluzione avente pH = 6,5, la concentrazione di ioni idrogeno sarebbe 1*10 ^ -6.5, pari a 3,16*10 ^ -7.

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Gli scienziati hanno definito il pH come una scorciatoia logaritmica per il calcolo della concentrazione di ioni di idrogeno. Ciò significa che il pH è uguale al logaritmo negativo della concentrazione di ioni di idrogeno.
Se invece il pH non è noto, il calcolo è più complesso. Convertire i grammi in moli, se necessario, utilizzando la massa molare dell'acido. Per eseguire questa operazione, è necessaria una buona conoscenza sulle conversioni tra unità. Trovare la concentrazione molare dell'acido calcolando le moli divise dai litri: ad esempio, 0,15 moli di acido in 100 ml sono pari a 0,15 diviso 0.100, che è uguale a una soluzione 1,5 moli.

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Utilizzare la concentrazione iniziale dell'acido come la concentrazione di ioni di idrogeno per un acido forte in soluzione, poiché tutto l'acido si ionizza. Gli unici acidi forti sono: HCl (acido cloridrico), HBr (acido bromidrico), HI (acido iodidrico), H2SO4 (acido solforico), HNO3 (acido nitrico) e HClO4 (acido perclorico).
Utilizzare la costante di dissociazione dell'acido e un calcolatore per ricavare la concentrazione di ioni di idrogeno per un acido debole. Quindi, eseguire questa equazione: Ka = ([H +] * [A-]) / [HA]; dove [HA] è la concentrazione dell'acido in equilibrio.

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[H +] è la concentrazione di ioni di idrogeno, [A-] è la concentrazione della base coniugata o anione, che sarà pari a [H +]; Ka è la costante di dissociazione dell'acido.
Collegare il valore noto per la Ka. Quindi, l'equazione appare così: Ka = x ^ 2 / [HA]; poiché l'acido si ionizza, la concentrazione molare di ogni ione in equilibrio è pari alla stessa quantità mancante dall'acido originale. In questo modo l'equazione sarà: Ka = x ^ 2 / (concentrazione originale). Convertire quest'ultima in un'equazione di secondo grado: X ^ 2 + Ka x - (concentrazione originale * Ka) = 0. A questo punto, per calcolare la concentrazione di ioni di idrogeno, basta utilizzare semplicemente la formula quadratica per ricavare il valore finale di x.
In ultima analisi, vi consiglio vivamente la lettura di quest'articolo, anch'esso dedicato a come calcolare la concentrazione di ioni di idrogeno: http://www.gruppohera.it/gruppo/hera_ondemand/glossario/glossario_acqua/pagina23.html.
Spero che questa guida su come calcolare la concentrazione di ioni di idrogeno vi sia stata utile.

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