La differenza tra un acido forte e un acido debole è che un acido forte completamente ionizzato in soluzione mentre un acido debole lo fa solo parzialmente. La scala del pH corrisponde direttamente alla quantità di idrogeno ionizzato in una soluzione. Per gli acidi deboli, il pH dipende dalla concentrazione della soluzione. Se conosci il pH e il tipo di acido, puoi ricavare la concentrazione iniziale e la percentuale di ionizzazione. Questo tipo di calcolo è fondamentale per imparare a lavorare con acidi e basi.

Calcolare la concentrazione di ioni idrogeno con la formula [H +] = 1 /(10 ^ pH), dove [H +] è la concentrazione di ioni idrogeno. Questa formula deriva dalla definizione di pH: pH = -log [H +]. Ad esempio, se il pH di una soluzione di acido benzoico è 2,51, [H +] = 1 /(10 ^ 2,51) = 3,09 x 10 ^ -3 moli /litro.

Cerca la costante di dissociazione dell'acido ( Ka) su un tavolo di acidi deboli (vedi Risorsa). Dalla tabella, la costante di dissociazione dell'acido benzoico è Ka = 6,46 x 10 ^ -5.

Calcola la concentrazione iniziale dell'acido. Per definizione, la costante di dissociazione è Ka = [H +] [A -] /[HA], dove [HA] è la concentrazione iniziale e [A-] è la concentrazione degli anioni dell'acido, che sono ioni caricati negativamente. All'equilibrio, [HA] diminuirà di una quantità pari a [H +], e [H +] è uguale a [A-]. Pertanto, è possibile riscrivere l'espressione come Ka = [H +] ² /([HA] - [H +]). Risolvi per [HA] per derivare la formula [HA] = [H +] ² /Ka + [H +]. Ad esempio: [HA] = (3,09 x 10 ^ -3) ² /(6,46 x 10 ^ -5) + (3,09 x 10 ^ -3) = 0,151 moli /litro.

Trova la percentuale di ionizzazione con la formula I = 100_ [H +] /[HA]. Ad esempio, I = 100_ (3,09 x 10 ^ -3) /0,151 = 2,05 percento.