La molarité est le nombre de moles d'un soluté dans un litre de solution. Une mole est une mesure du nombre de particules présentes, ce qui signifie que la molarité est un moyen très spécifique de mesurer la concentration. Si vous connaissez la molarité d'une solution acide ou basique, vous pouvez utiliser ce nombre pour calculer le pH de cette solution. Le pH est une mesure logarithmique du nombre d'ions hydrogène libres dans une solution. Les solutions à pH élevé sont basiques et les solutions à faible pH sont acides. Le calcul du pH à partir de la molarité est quelque peu compliqué par l'existence d'acides et de bases faibles. Les acides forts, tels que l'acide chlorhydrique, renoncent presque toujours à un ion hydrogène, mais dans les acides faibles, tels que l'acide acétique, seules certaines molécules abandonnent un ion hydrogène. En d'autres termes, les acides faibles auront un pH plus élevé que les acides forts à la même molarité, car toutes les particules n'ont pas abandonné leurs ions hydrogène. Il en va de même pour les bases fortes et faibles.

Calcul du pH

Recherchez la constante d'ionisation de votre acide ou de votre base, en abrégé Ka. La constante d'ionisation est la probabilité qu'un soluté libère un ion dans une solution à température ambiante.

Calculez la concentration d'ions hydrogène qui se dissocient dans votre solution. Si la constante d'ionisation indiquée est "très grande", vous pouvez supposer qu'elle est ionisée ou dissociée à 100%. Pour calculer la molarité des ions hydrogène, multipliez la constante d'ionisation par la molarité initiale de votre solution et prenez la racine carrée du résultat.

Déterminez si vous avez besoin de calculer la normalité. Si vous avez un acide comme le fluorure d'hydrogène - formule HF - il n'a qu'un ion hydrogène à donner, mais un acide tel que l'acide sulfurique - formule H2SO4 - a deux ions hydrogène qui peuvent se dissocier. S'il n'y a qu'un seul ion hydrogène, il n'est pas nécessaire de déterminer la normalité.

Reprendre l'équation d'ionisation pour le deuxième ion hydrogène afin de déterminer la normalité, qui est basée sur la molarité. Après avoir calculé la concentration d'ions hydrogène pour votre acide, vous devez rechercher la constante d'ionisation de l'acide sans le premier hydrogène, comme HSO4- dans le cas de l'acide sulfurique. Prenez la concentration que vous avez calculée auparavant et utilisez-la comme concentration initiale et recalculez pour le second acide en utilisant la nouvelle constante d'ionisation. Ajouter le résultat du premier calcul de concentration et le résultat de ce calcul pour déterminer la concentration totale en ions hydrogène.

Calculer le pH. Pour ce faire, il suffit de prendre le log négatif ou le log inverse de votre concentration en ions hydrogène.

Astuce

Si la constante d'ionisation de votre acide est proche de votre molarité initiale, le calcul devient beaucoup plus compliqué et vous devrez résoudre la formule suivante pour x: Ka = x2 /(molarité initiale - x).

Avertissement

Si vous avez affaire à des acides forts et des bases dans Pendant que vous calculez le pH, assurez-vous d'utiliser un équipement de protection approprié, comme des blouses de laboratoire, des lunettes de protection et des gants résistants à la corrosion.