Question

حساب الرقم الهيدروجيني pH للأحماض الضعيفة؟

حساب pH للأحماض الضعيفة؟

ماهي الأحماض الضعيفة؟

Answer 1

Weak Acids الأحماض الضعيفة

- الحمض الضعيف: هو مادة تتفكك جزئيا في الماء لتنتج أيونات الهيدرونيوم.

- وبذلك ففي حالة الأحماض الضعيفة نستخدم القانون التالي:

حيث أن: 

Co = التركيز الأصلي للحمض الضعيف .

K_a = ثابت تفكك الحمض الضعيف.

ملاحظة هامة:

كلما زادت قيمة K_a زادت قيمة [⁺H₃O] ومن ثم زادت قوة الحموضة

ثابت تفكك الحمض الضعيف: 

هو ثابت اتزان تفاعل انتقال البروتون من الحمض الضعيف إلى الماء.

ما الفرق بين تركيز الحمض وقوته 

- تتحدد قوة الحمض بمقدار ما يعطيه من أيونات الهيدرونيوم عند تفككه في الماء ويمكن الاستدلال عليه من قيمة K_a. 

- أما تركيز الحمض فيتحدد تركيزه بعدد مولات أو وزن الحمض المذاب في لتر من المحلول.

أمثلة على الأحماض الضعيفة

- حمض الخل CH₃COOH 

(K_a = 1.8 x 10^-5)

^-CH₃COOH + H₂O = H₃O⁺ + CH₃COO

- حمض الهيدروسيانيك HCN

(K_a= 4.9 x 10^-10)

 ^-HCN + H₂O = H₃O⁺ + CN

- حمض النيتروز HNO₂

(K_a = 4.5 x 10^-4)

⁺HNO₂ + H₂O = NO₂^- + H₃O

- حمض الفورميك HCOOH 

(K_a = 1.8 x 10^-4)

 ^-HCOOH + H₂O = H₃O⁺ + HCOO

- حمض الفلور HF

( K_a = 1.8 × 10^-4 )

 ^-HF + H₂O =  H₃O⁺ + F

قاعدة هامة 

كلما زادت قيمة K_a زادت قيمة [⁺H₃O] وزادت قوة الحموض

مسائل محلولة على pH للأحماض الضعيفة

مثال (1): احسب قيمة OH^-] ، [H3O⁺] ، pOH ، pH] لمحلول تركيزه  0.005M من حمض الخل (CH₃COOH) ، علماً بأن ثابت تفكك حمض الخل يساوي ^5-10 × 1.8

الحل:

مثال (2): أذيب (0.003mol) من حمض الهيدروسيانيك (HCN) في كمية من الماء بحيث أصبح حجم المحلول ( 150mL) ، احسب قيمة pH علماً بأن  K_{a (HCN)} = 4.9 x 10^-10

 الحل:

مثال (3): أذيب (3g) من حمض الخل (CH₃COOH) في كمية من الماء بحيث K_a = 1.8 × 10^-5 أصبح حجم المحلول نصف لتر، أحسب قيمة pH علماً بان الأوزان الذرية : 16 = H = 1 & C = 12 & O

الحل:

مثال (4): حضر طالب محلول حمض النيتروز (HNO₂) الذي تركيزه 0.1M ، وقاس تجريبياً pH للمحلول ووجدها تساوي (2.2) . احسب ثابت التفكك لحمض النيتروز (K_a)

الحل:

مثال (5): رتب الحموض التالية ترتيبا تصاعديا حسب ازدياد قوتها :

HNO₂  → K_a = 5.1 x 10^-4

H₂SO₃ → K_a = 1.7 x 10^-2

H₃PO₄ → K_a = 1.7 × 10^-3

الحل:

كلما زادت قـيمـة K_a زادت قيـمـة [⁺H₃O] ومن ثم زادت قوة الحموضـة لذلك ترتب المواد تصاعدياً (من الأقل إلى الأعلى) كما يلي:

مثال (6): محلول لحمض ضعيف ثابت تفككه ^3-10 × 2.6 أحـسـب تـركـيـز الحمض إذا كان تركيز أيونات الهيدرونيوم تساوي ^3-10 × 2

الحل:

Answer 2

قانون النسبة المئوية للتأين للأحماض الضعيفة

مثال (1): أحسب ترکیز كل من H₃O⁺ ، CH₃COO^- ، CH₃COOH في محلول تم تحضيره بإضافة 0.05mol من حمض الخل في كمية من الماء تكفي لتحضير لتر واحد من المحلول . ثم أحسب النسبة المئوية لتأين هذا الحمض.

علماً بأن ثابت تفكك حمض الخل: ^5-10 × 1.85 = K_a

الحل:

مـثـال (2): مـحـلـول يـحـتـوي على (0.058M) من حمض الخليك تأين بنسبـة % 1.73 أحسب ثابت التأين K_a لهذا الحمض

الحل: