pH roztoku
Potřebovala bych pomoct s příkladem:
Vypočtěte pH roztoku, vzniklého smícháním stejných objemů (500 ml) roztoku kyseliny sírové o pH=2 a pH=4.
Vypočtěte pH roztoku, vzniklého smícháním stejných objemů (500 ml) roztoku kyseliny sírové o pH=2 a pH=4.
Odpovědi
Diskuze
pH = -log(c(H+)) => c(H+) = 10^(-pH)
n(H+) = c*V = 0,5*10^(-2) + 0,5*10^(-4) = 5,05*10^-3molů. Objem V bude po smísení 1dm3, konečná koncentrace H3O+ bude c(H+) = 5,05*10^-3.
pH = -log(c(H+)) = -log(5,05*10^-3) = 2,3.
Mějme funkci logaritmus při základu a čísla x rovný y:
y = log[a](x); k němu inverzní funkcí je x = a^y; běžně zkrotkou log označujeme logaritmus při základu 10 a zkratkou ln logaritmus při základu e - Eulerovo číslo (přirozený logaritmus, logaritmus naturalis).
Protože v chemii často pracujeme s veličinami, které jsou velmi malé, používáme prefix "p", který označuje záporně vzatý log:
pX = -log(X); k němu je inverzní funkce X = 10^(-pX):
pH = -log(c(H3O+)) - pH je záporný logaritmus koncentrace vodíkových iontů. Z toho plyne, že -pH = log(c(H3O+)) a k tomu je inverzní funkcí c(H3O+) = 10^(-pH). Máme tedy dvě funkce, kterými můžeme vzájemně převádět pH na c(H3O+) a naopak:
pH = -log(c(H3O+)) <=> c(H3O+) = 10^(-pH); jde v podstatě o matematické operace.
Takže s pomocí těchto funkcí získáme z pH molární koncentraci vodíkových iontů. Pro tu platí vztah
c = n/V o rozměru mol/dm3, počet molů látky v 1dm3, v tomto případě H3O+. Opět matematickou úpravou dostaneme vztah n = c*V. V tomto případě tedy bude celkové látkové množství vodíkových iontů
n(H3O+) = c1*V1 + c2*V2 = (10^(-2))*0,5 + (10^(-4))*0,5 = 0,005 + 0,00005 = 0,00505 mol H3O+; Celkový objem bude V1 + V2 = 1dm3
c = n/1 = 0,00505mol/dm3 H3O+ => pH = -log(0,00505) = -(-2,2967) = 2,3
Stačí?
c(H+) = n/V = 0,0037mol/dm3; pH = -log(0,0037) = 2,43.
Vzpomeň, s logaritmy je možné řešit jen násobení a mocniny. Pro součty je třeba nejprve odlogaritmovat.
a ty píšeš: Pro součty je třeba nejprve odlogaritmovat. Mezek to má sečtené.
n(H3O+) = c1*V1 + c2*V2 = (10^(-2))*0,5 + (10^(-4))*0,5 = 0,005 + 0,00005 = 0,00505 mol H3O+
To odlogaritmování jsou právě ty členy 10^(-2) a 10^(-4) .
pH = 2 = -logc(H+)) a z toho inverze c(H+) = 10^(-pH) = 10^-2 ; to je právě to odlogaritmování pomocí inverzní funkce. Takže odlogaritmováním získáš koncentraci vodíkových iontů v jednotlivých roztocích, ty vynásobíš objemy a získáš tak látková množství vodíkových iontů v roztocích. Ty pak sečteš a vydělíš celkovým objemem po smísení. Získáš tak koncentraci vodíkových iontů ve výsledném roztoku. její -1*log je hledané pH.
Jaké bude pH roztoku, vzniklého smísením 0,5dm3 roztoku HCl o pH = 2 s 1 dm3 roztoku HCl o pH 3,5? [2,45]
Mam kyselinu HCl, která se nachází v žaludku c=asi(0,05 až 0,1) mol/l. Z toho lze jednoduše vypočítat ph. vyjde mi tedy ph v intervalu (1,3 - 1). Což je docela kyselé prostředí. Dál mě zajímá jakou tedy má kyselina(HCl) o molární koncentraci 0,05 procentuální koncentraci(neboli w*100)......w=hmotnostní zlomek
Když se to snažím počítat, používám vzorec w=(c*hustota roztoku)/Mr(HCl)
-tento vzoreček jsem si odvodil a považuji ho za správný
no a když se to snažím vypočítat nikdy mi nevyjde koncentrovaná HCl(což je 37%), která by měla právě mít ph=1.
Pak když to zkouším počítat obráceně, že mám 37% kyselinu a chci spočítat c, tak mě vyjde c=11,9 mol/l. když tuto hodnotu dosadím do známého vzorce -log 11,9,vyjde záporné ph, tím pádem nesmysl.
Možná dělám někde chybu v dosazení hustoty.vážně už nevím co a docela mě to zajímá...jestli víte, poraďte ;-) děkuji všem....
cm% = 182,5/1000 = 0,185%.
Jednak záporné pH tak úplný nesmysl není. Ale používané vztahy ve výpočtech platí jen pro zředěné roztoky. U takto koncentrovaných roztoků se vzájemně ovlivňují ionty v roztoku a koncentrace je třeba nahradit aktivitami. Je totiž rozdíl mezi anytickou koncentrací, a koncentrací, vypočtenou z fyzikálních měření (třeba měření koncentrace H3O+ pomocí vodíkové elektrody).
Tedy v praxi, když budu mít v kádince kyselinu HCl c=0.1mol/l, tak se mi lakmusový papírek zbarví do červena. Jak se to bude chovat při vyšších koncentracích?, ph tedy bude také 1, takže se dá říct, že bude ph od určité hodnoty molární koncentrace konstantní nebo to chápu špatně?
Když mi tedy vyjde v nějaké úloze molární koncentrace například 11,9 , tak jsem na špatné stopě a musím se vrátit na začátek a počítat pomocí jiných vztahů? Ve sbírkách jsem viděl molární koncentrace kolem c=10, jenže ph už dále nepočítali. děkuji.
Lakmus mění zbarvení v rozmezí asi pH 5 - 9. Indikátorové papírky jsou směsí několika indikátorů. Ty mění zbarvení v potřebném rozsahu - univezální od 0 do asi 12. Ale při extrémně nízkých nebo vysokých pH už platí omezení tak, jak jsem psal výš. Roste rozdíl mezi ativitou H3O+ (pH) a analytickou koncentrací. Pak záleží i na přítomnosti dalších iontů v roztoku - jeho "iontové síle". Pokud o to stojíš, můžu ti napsat příslušné vzorce.
I = 0,5*Σ(ci*zi^2) kde ci je molární koncentrace iontu i a z je jeho náboj; na příklad roztok CaCl2 o c = 0,1mol/dm3 obsahuje ionty Ca++ o c=0,1M a ionty Cl- o c = 0,2M.
I = 0,5*(0,1*2^2 + 0,2*1) = 0,3
K tomuto roztoku přidáme tolik HCl, aby analytická koncentrace byla 0,01M a koncentrace CaCl2 se nezměnila. Iontová síla tohoto roztoku bude
I = 0,5*(0,1*2^2 + 0,21*1 + 0,01*1) = 0,5*0,62 = 0,31
pH tohoto roztoku, vypočtené jen z analytické koncentrace bude pH = -log(0,01) = 2
Aktivitní koeficient iontu H3O+ bude:
-log(γ(H+)) = 0,5115*z(H+)^2*√I/(1+√I) = 0,5115*1*0,5568/1,5568 = 0,18294
γ(H+) = 10^-0,18294 = 0,656 ; a(H+) = c(H+)*γ(H+) = 0,01*0,656 = 0,00656
pH = -log(a(H+)) = 2,18
Stačí?
c(H+) = c(OH-) = 10^-7.
Vypočítejte pH roztoku smícháním roztoku kys.chlorovodíkové s hodnotou pH 3 a roztoku hydroxidu draselného o pH 12 v objemovém poměru 3:1.
Vypočítejte pH roztoku vzniklého 100násobným zředěním roztoku silné kyseliny o pH 3.
Děkuji!
podívej se na posledních pět příspěvků. Ten druhý příklad:
pH = -log(c(H+)) ; když 100x naředím, pak c'(H+) = c(H+)/100
pH' = -log(c(H+)/100) = -(log(c(H+))-log(2)) = -log(c(H+)) + 2 = pH + 2
Když to zobecním: Při naředění kx bude V' = k*V; c' = c/k a pH' = pH + log(k)
Čárkou jsou označené hodnoty po naředění.
OK?
chtěla jsem Vás poprosit zda by jste mi neporadili s jedním příkladem: Destilovaná voda. která je ve styku se vzduchem, obsahuje v jednom litru 1,35 .10^-5 mol CO2. Vypočítejte pH dest. H2O za předpokladu, že zanedbáte disociaci kys. uhličité do druhého stupnně (budete ji považovat za jednosytnou kyselinu). Disociační konstanta kys. uhličité do prvního stupně je 3.10^-7.
Moc děkuju za odpověd.
Vzhkeden j vysoké hodnotě pKa můžeme zanedbat úbytek nedisociované H2CO3 v důsledku disociace. A současně budeme předpokládat, že veškerý CO2 je přítomen jako H2CO3:
pH = 0,5*(pKa - log(c(H2CO3)) = 0,5*(6,52 - (-4,87)) = 0,5*11,39 = 5,69.
OK?
Jakou molární koncentraci má roztok kys. octové, jestliže pH=4,8 a pKdis=4,76?
Děkuji
pH = 0,5*(pKa - log(ca)) => 4,8 = 0,5*(4,76-log(cs)) => log(ca) = -4,84
ca = 10^(-4,84) = 1,445*10^-5 mol/dm3.
OK?
Jaké je pH roztoku 384,36 mM kys.octové a 850,117 mM octanu sodného? (Disociační konstanta kys.octové je 1,8*10^-5).
Moc děkuji.
pKa = -log(Ka) = 4,745
pHenderson-Hasselbalchova rovnice říká:
pH = pKa + log(cs/ca) = 4,745 + log(2,212) = 5,09; cs je molární koncentrace soli, ca je molární koncentrace kyseliny.
OK?
Látková koncentrace(molarita)vodného roztoku slabé jednosytné zásady B disociující ve směru rovnice B+H2O<->BH+ + OH- je 10 na -2 mol/l. Rovnovážný stupeň disociace má za těchto podmínek hodnotu 0,4. Jaké je pH roztoku? Jaké jsou molarity (mol/l) iontu OH- ,H3O+ a kationtů BH+?
c(BH+) = c(OH-) = x a c(B) = c'(B) - x kde c'(B) je analytická koncentrace B = 0,01. Můžeme tedy psát:
K = 0,4 = x^2/(55,56*(0,01-x)) = x^2/(0,5556 - 55,56*x) => 0,2222 - 22,224*x -x^2 = 0
x1 = 9,99*10^-3; x2 = -22,234; x2 nemá reálný smysl.
c(OH-) = 0,00999 => pOH = -log(c(OH-)) = 2; pH = 14 - 2 = 12
c(BH+) = c(OH-) = 0,00999; c(H3O+) = 10^-pH = 10^-12
OK?
K = 0,4 = x^2/(55,56*(0,01-x)) = x^2/(0,5556 - 55,56*x) => 0,2222 - 22,224*x -x^2 = 0
x1 = 9,99*10^-3; x2 = -22,234; x2 nemá reálný smysl.
c(OH-) = 0,00999 => pOH = -log(c(OH-)) = 2; pH = 14 - 2 = 12
c(BH+) = c(OH-) = 0,00999; c(H3O+) = 10^-pH = 10^-12
Kde se vezme to x a proč je v tom vztahu pak x na 2?
c(BH+) = c(OH-); každá z těchto značek obsahuje 6 znaků. Když je nahradím x, ušetří mi to práci. Takže
x = c(BH+) = c(OH-); V roztoku je nějaké látkové množství látky B, které vytvoří koncentraci 0,01mol/dm3. Toto množství bychom nalezli analyticky, protože běžné metody nerozliší disociované a nedisociované množství. Tato koncentrace je ono c'(B). Rovnovážná koncentrace nediosciované látky je nižší o disociovaný podíl x, takže skutečná koncentrace nedisociovaného podílu je (0,01 - x).
K = c(BH+)*c(OH-)/(55,56*(0,01-x)); za c(BH+) a c(OH-) dosadíme naše x, takže dostaneme
K = x^2/(55,56*(0,01-x)) což vede ke kvadratické rovnici.
Stačí?
zadání: 1)jaké bude výsledné pH HCl s CH3COOH (objemy jsou libovolné)
2)jaké bude výsledné pH HCl s 0,05M hydrogenftalanem draselným (objemy též libovolné)
Ka = 1,78*10^-5 = (0,1+x)*x/0,1 => x^2 + 0,1*x - 1,78*10^-6 = 0
x = 1,78*10^-5mol je disociované množství octovky. Druhý kořen je táporný a nemá reálný význam. pH se prakticky nezmění.
Pokud se té ftalové týká, zajímavé bude, když množství HCl bude menší, než látkové množství hydrogenftalátu. Veškerá HCl zreaguje za vzniku KCl a vytvoří se odpovídající množství kyseliny dihydrogenftalové, vedle zbylé soli. Dostaneme tak směs slabé kyseliny a její soli se silnou zásadou - tedy pufr.