pH roztoku s rovnovážnou konstatnou
Dobrý den,
mohl bych se zeptat, jak se má správně počítat pH s rovnovážnou konstantou? Správně má být výsledek b)
Jaké je pH 0,15 M roztoku kyseliny octové, pokud rovnovážná konstanta Ka = 1,75.10⁻⁵ ?
a) 1,82
b) 2,79
c) 7
d) 11,21
mohl bych se zeptat, jak se má správně počítat pH s rovnovážnou konstantou? Správně má být výsledek b)
Jaké je pH 0,15 M roztoku kyseliny octové, pokud rovnovážná konstanta Ka = 1,75.10⁻⁵ ?
a) 1,82
b) 2,79
c) 7
d) 11,21
Odpovědi
Diskuze
Ka(HA) = c(H+)*c(A-)/(c(HA) - c(H+)). Vycházíme z toho, že všechny H+ pocházejí z disociované kyseliny, a tedy c(H+) představuje současně úbytek koncentrace kyseliny disociací. Dále si musíme uvědomit, že platí pro jednosytnou kyselinu, že c(H+) = c(A-), takže můžeme napsat
Ka(HA) = c(H+)^2/(c(HA) - c(H+)) => c(H+)^2 + Ka*c(H+) - Ka*c(HA) = 0 a řešíme kvadratickou rovnici. Obvykle vychází jeden kořen rovnice záporný, takže nemá reálný význam. Ve tvém příkladu dostaneme
c(H+)^2 + 1,75*10^-5*c(H+) - 2,625*10^-6 = 0; c(H+) = 0,001611mol/dm3 => pH = -log(0,001611) = 2,793.
Pro méně přesné výpočty úbytek koncentrace disociací zanedbáme a s použitím pKa = 4,76 použijeme vztah pH = 0,5*(pKa - log(c(HA)) = 0,5*(4,76 - log(0,15)) = 2,792.
Protože stupeň disociace (poměr disociované a celkové koncentrace kyseliny) se zředěním roste, roste i chyba zjednodušeného výpočtu, která je v tomto případě zanedbatelná. A konečně pro silné i slabé kyseliny a zásady platí, že tyto vztahy jsou použitelné jen pro koncentrace větší než asi 10^-6 mol/dm3. Pro menší koncentrace je třeba vzít v úvahu i ionty, vzniklé autodisociací vody a pak je třeba postupovat poněkud jinak. Ale to bych nechal na jiný příspěvek.
Stačí?