Calculadora de pH de ácido fraco

Um ácido fraco não se dissocia por completo na água, então você não consegue ler o pH só pela concentração como faria com um ácido forte. É preciso a constante de dissociação Ka, ou a forma logarítmica pKa, junto com a concentração analítica de HA. Esta calculadora resolve o equilíbrio monoprótico com a fórmula quadrática padrão para a concentração de íon hidrogênio, devolve o pH como menos o logaritmo na base dez dessa raiz e também informa a aproximação por raiz quadrada para você ver quando o atalho é seguro. Concentração negativa é rejeitada com erro de validação claro.

Como o pH de ácido fraco é calculado a partir de C e Ka

Comece com um ácido fraco monoprótico HA na concentração analítica C em mols por litro e uma constante de dissociação Ka positiva. O equilíbrio é HA em equilíbrio com H mais e A menos, com Ka igual ao produto dessas concentrações iônicas dividido pelo ácido não dissociado. Balanço de carga e de massa, com a aproximação usual que ignora a autoionização da água, fixa x igual à concentração de íon hidrogênio e à de base conjugada, enquanto o HA restante é C menos x.

Substituindo na expressão de Ka obtém-se a equação quadrática x ao quadrado mais Ka vezes x menos Ka vezes C igual a zero. A raiz física não negativa é x igual a menos Ka mais a raiz quadrada de Ka ao quadrado mais quatro Ka C, tudo sobre dois. O pH é então menos o logaritmo na base dez de x.

Quando só se conhece pKa, converta primeiro com Ka igual a dez elevado a menos pKa; se Ka e pKa forem fornecidos, devem concordar dentro da tolerância de ponto flutuante. O atalho clássico de raiz quadrada x aproximadamente igual à raiz de Ka vezes C também é avaliado e marcado como válido quando a razão C sobre Ka é pelo menos cem, a regra de sala de aula usual de que a ionização permanece pequena. O percentual de ionização é cem vezes x sobre C.

A concentração deve ser estritamente positiva; molaridade negativa é rejeitada por não física. Concentração zero é rejeitada porque este modelo só de ácido daria zero íons hidrogênio e um pH indefinido. Valores de Ka não positivos também são rejeitados para que a constante de equilíbrio continue significativa.

Onde cálculos de pH de ácido fraco aparecem no trabalho real

Cursos de química geral atribuem sem parar problemas de pH de ácido fraco que exigem a aproximação por raiz quadrada ou a quadrática completa, e um único oráculo confiável que devolve ambas acelera correção e demos sem erros silenciosos de modo de calculadora. Técnicos de laboratório que preparam soluções estoque de ácido acético, modelos monoetapa de cítrico ou ácidos orgânicos diluídos precisam de uma checagem rápida de que a molaridade planejada e o Ka publicado produzem pH na faixa esperada antes do dia de titulação.

Notas ambientais e de qualidade da água citam com frequência ácidos orgânicos fracos em águas naturais e precisam de um caminho transparente de C e Ka em vez de só a leitura opaca de um medidor ao ensinar o equilíbrio subjacente. Engenheiros de processo que triam correntes ácidas diluídas em alimentos, farma ou formulações de limpeza usam a mesma aproximação monoprótica como estimativa de primeiro corte antes de modelos de coeficiente de atividade ou multipróticos.

Se depois precisar de pOH só a partir da concentração de hidróxido, pH de ácido forte, Henderson–Hasselbalch de tampão ou problemas de Kb de base, trate-os como páginas separadas em vez de sobrecarregar esta calculadora de ácido fraco. O slug SEO mira quem busca calculadora de pH de ácido fraco por concentração e Ka ou pKa, intenção diferente de um conversor puro de pOH.