Jak mám postupovat při výpočtu kyselin a zásad?
např. HCl, Na2HPO4, CH3OH, ...
Odpovědi
Diskuze
10^-7*10^-7 = 10^-14 = Kw a je konstantní, protože disociační reakce je rovnovážná. Když tedy přidáš 0,001 molu silné zásady, zvýší se koncentrace OH- na 10^-3 a koncentrace H+ klesne na 10^-11.
Teď trochu matematiky:
dekadický logaritmus čísla je exponent, na který musíme umocnit 10, abychom dostali původní číslo. Tak log(100)=2, protože 10^2 = 100
10^(-2) = 1/(10^2)=1/100 = 0,01; log(0,01) = -2
Pokud známe logaritmus nějakého čísla, vypočteme původní číslo pomocí inverzní funkce k funkci log:
y = log(x) a inverzní funkce tedy bude x=10^y
A konečně - ve fyzikálně chemických výpočtech často pracujeme s velmi malými čísly - viz koncentrace H+ v čisté vodě - 10^-7. Taková čísla často vyjadřujeme jako logaritmy, a velmi malá jako záporně vzatý logaritmus. V takovém případě před znakem konstanty přidáváme "p". Příkladem mohou být třeba rovnovážné konstanty pK, ale i koncentrace H+ a OH- v roztoku - pH a pOH: pH = -log(cH+). cH+ je při 20°C 10^-7, log(cH+)=-7 a pH = -log(cH+)=-(-7)=7; pOH je za těchto podmínek také 7 a pKw = 7+7=14.
Když jsme tedy v 1 litru vody rozpustili 0,001 molu KOH, který je zcela disociován, stoupla koncentrace OH- na koncentraci, kterou má KOH, tedy 10^-3, pOH=3. pH+pOH = pKw=14 => pH = 14-3 = 11
Jednodušší případ představuje přídavek silné kyseliny, třeba 0,0001molu HI. Její disociací vznikne stejné látkové množství H+, jejich koncentrace stoupne z 10^-7 na 10^-4, takže pH=4
Soli silných kyselin se silnými zásadami nepředstavují problém, protože neovlivňují pH.
Problém představují soli, tvořené slabou zásadou a silnou kyselinou nebo naopak. Slabé kyseliny totiž jsou v roztoku neúplně disociované, disociovaný podíl je v rovnováze s nedisociovanou složkou. V soli je jenom iont, jakmile se dostane do roztoku musí si reakcí s H+ vytvořit rovnovážnou koncentraci nedisociované kyseliny. Pokles koncentrace H+ vede k disociaci dalších molekul vody a tedy i k růstu koncentrace OH-. Proto takové roztoky (sůl slabé kyseliny a silné zásady) reagují zásaditě. Není to důsledek přítomnosti iontu silné zásady, ale jde o důsledek reakce iontu slabé kyseliny s vodou.
Obdobně soli silné kyseliny a slabé zásady ovlivňují pH roztoku tak, že iont slabé zásady vyváže do nedisociované formy část OH-, v důsledku toho se zvýší koncentrace H+ a roztok reaguje kysele.
Výpočet pH takových roztoků je složitější. Musíme znát disociační konstantu slabé kyseliny nebo slabé zásady, z ní vypočíst koncentraci nedisociované a disociované složky a tak se dopracovat k pH.
Takový výpočet bude mít vyhovující přesnost jen v případě, že koncentrace iontů nepřesáhne asi 0,001mol/dm3. Jen v takovém případě na sebe ionty vzájemně příliš nepůsobí. Při vyšších koncentracích je potřeba nejprve vypočítat aktivitní koeficienty iontů a koncentrace iontů nahradit jejich aktivitami. Ale to snad až jindy.
Silné kyseliny jsou hlavně sírová, chlorovodíková, dusičná.
Vzoreček pro pH slabých kyselin:
pH= -1/2log disociační konstanty - 1/2 log koncentrace
Takže když máš třeba konc.kys.octové 0,1mol/litr tak si:
1. najdeš v tabulkách nebo dostaneš hodnotu disociační konstanty. Ta udává poměr, kolik kyseliny odštěpilo vodík a kolik zůstalo vcelku.
K pro kys.octovou je 1,85 krát 10na -5
2. pH =(-1/2 log1,85.10-5)- log 0,1(mol/l)
pH = 4,73/2 -
2,36 - (-0,5)
2,36 + 0,5
pH = 2,85
U slabé zásady to děláš stejně, jen musíš výsledek odečíst od 14, protože u zásady počítáš OH a H musíš dopočítat.
Malé p znamená značku pro záporný logaritmus.
Třeba pK je záporný log disociační konstanty.