Chemie-disociace roztoků
Dobrý večer,
nějak nejsem schopný pochopit příklady na téma přídavky roztoků do původních roztoků.
Uvedu 3 příklady, se kterými si nevím rady. Nenašel by se, prosím, někdo, kdo by mi tuto problematiku vysvětlil? Děkuji
1)Ve vodném roztoku kys. octové se mezi jejími částicemi ustavila disociační konst. vyjádřená rovnovážnou konst. Ka (CH3COOH). Jakou změnu vyvolá přídavek NaOH k roztoku kyseliny?
(on je to test, takže je na výběr z více možností, ale já bych rád pochopil problematiku jako takovou, proto mě zajíma, co se bude dít...Předpokládám, že by se měl roztok do jisté míry neutralizovat (asi bude zásaditý) a vytvoří se nová disociační konstanta, ale nevidím do toho...
2. Ve vodném roztoku kys. octové se mezi částicemi ustavila rovnováha vyjádřená dis. konst. Ka. Jakou změnu vyvolá přídavek H2SO4? (tam jsem předpokládal, že klesne pH, protože sírovka je silná kyselina, tudíž by měla klesnout koncentrace H+, ale to je podle výsledků blbě)
3. Ve vodném roztoku čpavku se ustavuje mezi částicemi rovnováha vyjádřená Kb(NH3). Jakou změnu vyvolá přídavek NaOH? (Opět totálně nehcápu princip)
Mockrát děkuji za pomoc a přeji příjemné prožití vánočních svátků.
nějak nejsem schopný pochopit příklady na téma přídavky roztoků do původních roztoků.
Uvedu 3 příklady, se kterými si nevím rady. Nenašel by se, prosím, někdo, kdo by mi tuto problematiku vysvětlil? Děkuji
1)Ve vodném roztoku kys. octové se mezi jejími částicemi ustavila disociační konst. vyjádřená rovnovážnou konst. Ka (CH3COOH). Jakou změnu vyvolá přídavek NaOH k roztoku kyseliny?
(on je to test, takže je na výběr z více možností, ale já bych rád pochopil problematiku jako takovou, proto mě zajíma, co se bude dít...Předpokládám, že by se měl roztok do jisté míry neutralizovat (asi bude zásaditý) a vytvoří se nová disociační konstanta, ale nevidím do toho...
2. Ve vodném roztoku kys. octové se mezi částicemi ustavila rovnováha vyjádřená dis. konst. Ka. Jakou změnu vyvolá přídavek H2SO4? (tam jsem předpokládal, že klesne pH, protože sírovka je silná kyselina, tudíž by měla klesnout koncentrace H+, ale to je podle výsledků blbě)
3. Ve vodném roztoku čpavku se ustavuje mezi částicemi rovnováha vyjádřená Kb(NH3). Jakou změnu vyvolá přídavek NaOH? (Opět totálně nehcápu princip)
Mockrát děkuji za pomoc a přeji příjemné prožití vánočních svátků.
Odpovědi
Diskuze
CH3COOH + H2O <=> H3O+ + CH3COO-. Rovnováha této reakce bude popsána disociační konstantou kyseliny
Ka = [H3O+]*[CH3COO-]/[CH3COOH] = 1,778*10^-5 při 25°C. Uvědom si, že tohle číslo je konstanta, přídavek čehokoliv jej nezmění. Když nyní k tomuto roztoku přidáme NaOH, dojde k neutralizaci a v důsledku toho k poklesu koncentrace H3O+. Aby hodnota disociační konstanty zůstala zachována, musí poněkud stoupnout koncentrace CH3COO-, doprovázená úbytkem nedisociované kyseliny. Ten vztah pro disociační konstantu, který jsem napsal v úvodu, je třeba trochu zpřesnit. Uvažujme stále jednosytnou kyselinu o koncentraci disociované složky x a celkovou koncentraci kyseliny y. Pak
Ka = [H3O+)*x/(y-x). Přídavek zásady sníží [H3O+], musí te tedy o něco zvýšit x a sníží se hodnoty (y-x). Pokud nedojde k neutralizaci veškeré kyseliny a přidání silné zásady, změní se v důsledku toho pH jen málo. Takovým roztokům říkáme ústojné roztoky (pufry) a pH popisuje Henderson-Hasselbalchova rovnice pH = pKs + log(cs/ca) kde cs je koncentrace soli a ca koncentrace kyseliny. Protože jak kyselina, tak její sůl jsou ve stejném objemu, je možné koncentrace nahradit látkovým množstvím. Sůl v tomto případě aniont kyseliny. Vztah platí jen pro slabé kyseliny (pKa >4), pro středně silné kyseliny a menší koncentrace roste velmi chyba.
2: Pokud přídavek silné kyseliny bude velmi malý ve srovnání s množstvím slabé kyseliny, zvýšení koncentrace H3O+ způsobí snížení koncentrace disociované složky a změna pH bude malá. Posun rovnováhy ve prospěch nedisociované složky spotřebuje část přidaných H3O+.
V roztoku slabé kyseliny HA bude c(H3O+) = c(A-) = x a a koncentrace silné kyseliny HAA do rozoku vnese c(H3O+) = z. Silná kyselina je úplně disociovaná, takže jako v předchozím
Ka = (z + x)*x/(y-x). Silná kyselina tedy potlačí disociaci části slabé kyseliny. Pokud její přídavek bude malý, pH se změní jen málo.
3: Kb = c(NH4+)*c(OH-)/c(NH3) = 1,778*10^-5 pro rovnici NH3 + H2O <=> NH4+ + OH- .
Přídavek silné zásady (= zcela disociované) dodá OH- a posune rovnici ve prospěch levé strany, potlačí vznik amonného iontu. Opět platí, ýe velmi malý přídavek NaOH ovlivní pH jen velmi málo. Vzpomeň si na Bronstedtovu teorii kyselin. Iont NH4+ je ve smyslu téhle teorie kyselinou a bude "neutralizovat" přidanou silnou zásadu. Teprve když se vyčerpá, bude pH určovat koncentrace volné silné zásady. Je to stejné, jako v předchozích případech. Aniont kyseliny je konjugovanou zásadou ke slabé kyselině a neutralizuje přídavek silné kyseliny, dokud se nespotřebuje.
K tomu poslednímu ještě: Síla kyseliny a báze v konjugovaném páru je vázaná přes iontový produkt vody. Jestliže pKb(NH3) = 4,75, pak pKa(NH4+) = 14 - 4,75 = 9,25, amonný iont je tedy velmi slabou kyselinou. Podobně pKa(CH3COOH) = 4,75 a pKb(CH3COO-) = 9,25. Jestliže pro pH slabých kyselin platí vztah pH = 0,5*(pKa - log(ca)), pak pro pOH slabých zásad je
pOH = 0,5*(pKb - log(cb)) a pro jejich pH pH = 14 - pOH = 14 - 0,5*(pKb - log(cb)). Roztok octanu sodného 0,01M tedy bude mít pH = 14 - 0,5*(9,25 - log(0,01)) = 8,375.3
Zůstaly nějaké nejasnosti?