pH-ul soluțiilor apoase de acizi - Aplicație

Să se calculeze pH-ul unei soluții de acid acetic 0,01 M. Se cunoaște valoarea constantei de aciditate: k_a = 1,8·10^-5 mol/L. 

 

CH₃ – COOH + H₂O  CH₃ – COO^-  + H₃O⁺

${\mathrm{k}}_{\mathrm{a}}=\frac{[{\mathrm{CH}}_3-{\mathrm{COO}}^{-}]·\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}{[{\mathrm{CH}}_3-\mathrm{COOH}]}$

Considerăm că la echilibru: 

• [CH₃ – COO^- ] = [H₃O⁺]
• [CH₃ – COOH ] = C_HA = 0,01 mol/L

​Astfel, expresia constantei de aciditate devine: ${\mathrm{k}}_{\mathrm{a}}=\frac{[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}{]}^2}{0,01}$

$$\begin{gathered} \left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]=\sqrt{{\mathrm{k}}_{\mathrm{a}}·{\mathrm{C}}_{\mathrm{HA}}} = \sqrt{1,8·{10}^{-5}·0,01} =4,24·{10}^{-4} \mathrm{mol}/\mathrm{L} \\ \mathrm{pH} =-\lg \left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] = -\lg (4,24·{10}^{-4})=4-\lg 4,24 =3,37 \end{gathered}$$

Putem verifica calculul aplicând direct relația pentru pH-ul acizilor slabi. 

pk_a = 4,74

$\mathrm{pH}=\frac{1}{2}{\mathrm{pk}}_{\mathrm{a}} - \frac{1}{2} \lg {\mathrm{C}}_{\mathrm{HA}} = 3,37$