Πώς μπορώ να υπολογίσω την ποσότητα του οξέος για τη μείωση του pH του νερού;

Το pH μετρά την ποσότητα των ιόντων υδρογόνου σε ένα διάλυμα. Τα βασικά διαλύματα έχουν χαμηλές συγκεντρώσεις ιόντων υδρογόνου, ενώ τα όξινα διαλύματα έχουν υψηλές συγκεντρώσεις ιόντων υδρογόνου. Το pH των διαλυμάτων μπορεί να μεταβληθεί με την προσθήκη οξέων και βάσεων. Τα οξέα μειώνουν το pH ενώ οι βάσεις αυξάνουν το pH. Εάν αναμίξετε τυφλά ένα οξύ με νερό, είναι απίθανο να προσθέσετε τη σωστή ποσότητα. Εάν βάλετε πολύ οξύ σε ένα διάλυμα, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια βάση για να αυξήσετε ξανά το pH. Για να αποφύγετε τη σπατάλη οξέων και βάσεων, χρησιμοποιήστε έναν απλό υπολογισμό για να προσδιορίσετε ακριβώς πόσο οξύ χρειάζεστε.

Λάβετε ένα ισχυρό οξύ, όπως υδροχλωρικό οξύ, υδροβρωμικό οξύ και νιτρικό οξύ, που ονομάζονται HCl, HBr και HNO_3, αντίστοιχα. Τα ισχυρά οξέα έχουν εξαιρετικά υψηλή συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου. Τα ιόντα υδρογόνου κάνουν ένα διάλυμα όξινο, ενώ τα ιόντα υδροξειδίου κάνουν ένα διάλυμα βασικό.

Λάβετε τη συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου, επίσης γνωστή ως μοριακότητα, στο ισχυρό σας οξύ. Εάν δεν έχετε τη συγκέντρωση, τότε πιθανότατα έχετε το pH του διαλύματος. Εάν έχετε το pH, μετατρέψτε από pH σε μοριακότητα χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:

Μοριακότητα =10^-[pH]

Εάν έχετε αριθμό μεγαλύτερο από 1, πιθανότατα κάνατε λάθος. Ωστόσο, εάν έχετε ένα πολύ ισχυρό οξύ, το pH του μπορεί να είναι μικρότερο από μηδέν και να δώσει συγκέντρωση μεγαλύτερη από 1. Αυτή η τιμή που προκύπτει είναι η μοριακότητα του διαλύματος. Μοριακότητα είναι η ποσότητα γραμμομορίων οξέος ανά λίτρο διαλύματος. Για παράδειγμα, εάν το διάλυμά σας έχει μοριακότητα 0,5, τότε υπάρχει μόνο 0,5 mol οξέος ανά 1 λίτρο. Υπολογίστε τη μοριακότητα χρησιμοποιώντας αυτόν τον τύπο:

Μοριακότητα =mole οξέος ÷ λίτρα διαλύματος

Βρείτε τη μοριακότητα του δείγματος νερού χρησιμοποιώντας την ίδια μέθοδο.

Μετατρέψτε την τιμή pH στόχου σας σε μοριακότητα χρησιμοποιώντας την εξίσωση στο προηγούμενο βήμα.

Υπολογίστε πόσο οξύ χρειάζεστε για να λάβετε το επίπεδο pH της τιμής στόχου σας. Επιλύστε το χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

M_1V_1 + M_2V_2 =M_3(V_1 + V_2)

Σε αυτή την εξίσωση, "M_1" είναι η μοριακότητα του οξέος, "V_1" είναι ο όγκος του όξινου διαλύματος, "M_2" είναι η μοριακότητα του νερού και "V_2" είναι ο όγκος του νερού. Η μετατροπή αυτής της εξίσωσης σε επίλυση για το "V_1" δίδει την ακόλουθη εξίσωση:

V_1 =(M_3V_2 – M_2V_2)/(M_1 – M_3).