Eksempel på beregning av pH i svak syre Beregn pH i 0,10 mol/L CH3COOH. Ka for eddiksyre er 1,8 · 10−5 mol/L. Svar I en løsning av eddiksyre i vann innstiller det seg en likevekt: CH3COOH(aq) + H2O(l)
H3O+(aq) + CH3COO−(aq)
Konsentrasjonen av eddiksyre før protolyse er [CH3COOH]start = 0,10 mol/L. Etter at det er oppnådd likevekt i systemet, er [H3O+] = x, og konsentrasjonen av eddiksyre [CH3COOH] = [CH3COOH]start – x = 0,10 mol/L – x. Vi kan se bort fra de H3O+-ionene som er i rent vann før protolysen, fordi konsentrasjonen av disse ionene til sammenligning er 0. Likevektsuttrykket er [H3O+] · [CH3COO–] = Ka [CH3COOH] Vi setter inn den oppgitte verdien for syrekonstanten for eddiksyre og konsentrasjonene av eddiksyre og H3O+ ved likevekt: x·x = 1,8 · 10–5 mol/L 0,10 mol/L – x Vi omformer uttrykket og finner x av andregradsligningen: x2 + (1,8 · 10–5 mol/L) x – 1,8 · 10–6 (mol/L)2 = 0
x = 1,33 · 10–3 mol/L
[H3O+] = x = 1,33 · 10–3 mol/L
pH = –log [H3O+] = –log (1,33 · 10–3) = 2,9
I 0,10 mol/L CH3COOH er pH = 2,9. På tilsvarende måte kan vi beregne pH i en svak base.
22 2 • Buffere