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La différence entre un acide fort et un acide faible est que l'acide fort est complètement ionisé en solution tandis que le faible n'est que partiellement ionisé. L'échelle de pH correspond directement à la quantité d'hydrogène ionisé en solution. Pour les acides faibles, le pH dépend de la concentration de la solution. Si vous connaissez le pH et le type d'acide, vous pouvez en déduire la concentration et le pourcentage d'ionisation. Ce type de calcul est indispensable pour apprendre à travailler avec les acides et les bases.
Étape 1
Calculez la concentration d'ions hydrogène avec la formule [H +] = 1 / (10 ^ pH), où [H +] est la concentration d'ions hydrogène. Cette formule provient de la définition du pH: pH = - log [H +]. Par exemple, si le pH d'une solution d'acide benzoïque est de 2,51, [H +] = 1 / (10 ^ 2,51) = 3,09 x 10 ^ -3 moles / litre.
Étape 2
Recherchez la constante de dissociation acide (Ka) dans le tableau des acides faibles (voir «Ressources»). D'après le tableau, la constante de dissociation de l'acide benzoïque est Ka = 6,46 x 10 ^ -5.
Étape 3
Calculez la concentration d'acide initiale. Par définition, la constante de dissociation est Ka = [H +] [A -] / [HA], où [HA] est la concentration initiale, et [A-] est la concentration des anions acides, qui sont des ions chargés négativement. En équilibre, [HA] diminuera d'un montant égal à [H +], et [H +] est également égal à [A-]. Ainsi, vous pouvez écrire l'expression comme Ka = [H +] ² / ([HA] - [H +]). Résolvez pour [HA] pour obtenir la formule [HA] = [H +] ² / Ka + [H +]. Par exemple: [HA] = (3,09 x 10 ^ -3) ² / (6,46 x 10 ^ -5) + (3,09 x 10 ^ -3) = 0,151 mole / litre.
Étape 4
Trouvez le pourcentage d'ionisation avec la formule I = 100[H +] / [HA]. Par exemple, I = 100(3,09 x 10 ^ -3) / 0,151 = 2,05 pour cent.