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Summary A LEVEL CHEMISTRY NOTES - Acid Base Equilibria

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- Detailed A - Level Chemistry Notes - Clear, detailed with diagrams for ease of understanding - Covers all specifications points to ensure all content is covered Includes : - titration curves - strong and weak acids/bases - pH calculations - titration curves and indicators - acidic and b...

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Aperçu 3 sur 22  pages

  • 26 février 2021
  • 22
  • 2020/2021
  • Resume
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Bronsted Lowry
Acids = proton donors
Bases = proton acceptors



When acids are mixed with water, hydrogen ions are released. These H+ ions form hydroxonium
ions (H₃O+) which make the solution acidic



HA(aq) + H₂O(l) ⇌ H₃O+(aq) + A-(aq)


HA is the acid and H₂O is the base in the forward reaction. In the reverse reaction H₃O+ is the acid
and A- is the base
HA and A- are a conjugate acid base pair
H₂O and H₃O+ are a conjugate acid base pair

Water acts as a base when an acid is added to it
When bases are mixed with water, hydroxide ions are released.

B(aq) + H₂O(l) ⇌ BH+ + OH-


When a solution is a base this means it has a larger concentration of hydroxide ions than hydrogen
ions.
When acids and bases react with water, the reaction is reversible
Acid-base reactions involve transfer of protons



Conjugate pairs

linked by transfer of a proton

HA + B ⇌ BH+ + A-


HA is the acid in the forward reaction as it is donating a proton and A- is the base in the reverse
reaction as it accepts a proton from BH+ to form HA.
When an acid donates a proton, the species formed is its conjugate base
When a base accepts a proton, the species formed is its conjugate acid



Acid base reactions

,When acids react with bases, salts are formed which are pH neutral.
Overall ionic equation : H+ + OH- ⇌ H2O


Salts are made from the metal from the base (or ammonium ion) and the non metal (other than
hydrogen) from the acid

HCl + LiOH → LiCl + H2O

Ammonia doesn’t have hydroxide ions so needs to react with water rst. It accepts a proton to
produce ammonium ions and hydroxide ions.
NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-
2NH3 + H2SO4 ⇌ (NH4)2SO4


Note that with ammonia’s neutralisation reaction, water is not produced




fi

, pH
a measure of hydrogen ion concentration
Lower the pH, higher the concentration of hydrogen ions




Strong acid

a large amount of the strong acid dissociates
Equilibrium lies well over to the right favouring the forward reaction
Lots of H+ ions are formed
Concentration of monoprotic acid = concentration of H+ ions as we assume all the H+ ions produced
have come from the acid



Calculating pH of a strong acid (assume they fully dissociate)

Work out pH of 0.1 mol dm-3 hydrochloric acid. HCl is a strong acid so nearly 100% dissociation. 1
mole of HCl has 1 mole of hydrogen ions so if the concentration of the acid 0.1 mol dm-3 then the
concentration of hydrogen ions is 0.1 mol dm-3

-log10[H+] = 1

pH = -log10[H+]
[H+] = 10-pH

Monoprotic and polyprotic acids

Polyprotic acid - acids that donate more than one proton

Nitric acid is monoprotic as 1 mole of HNO₃ will produce 1 mole of H+ ions
Sulfuric acid is diprotic as 1 mole of H₂SO₄ will produce 2 moles of H+ ions.
Phosphoric acid is triprotic as 1 mole to H₃PO₄ will produce 3 moles of H+ ions

Diprotic acids dissociate to produce two H+ ions for every acid molecule.
concentration of 2 x [HA] = [H+]



pH of diprotic acid example

Calculate the pH of 0.25 mol dm-3 of sulfuric acid

[H+] = 2[H₂SO₄ ]
0.25 mol dm-3 of acid produces 0.50 mol dm-3 of H+ ions.

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