Výpočty ph silných a slabých protolytů a barevné acidobazické indikátory
|
|
- Lucie Kolářová
- před 7 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 Výpočty ph silných a slabých protolytů a barevné acidobazické indikátory Kamil Záruba Text vznikl jako doplňující zdroj pro soutěžící kategorie B (2012/13). Použitá literatura: Volka a kol., Analytická chemie I., skripta VŠCHT, Praha 2000 Volka a kol., Analytická chemie II., skripta VŠCHT, Praha 1997 Fogl, Volka, Analytické tebulky, VŠCHT, Praha 1995 Vláčil a kol. Příklady z instrumentální analýzy, Informatorium, 4. vydání, 1991 Skoog a kol., Fundamentals of Analytical Chemisty, Sounders College Publishing, 7. vydání, ph, autoprotolýza vody, iontový součin vody Mírou kyselosti nebo alkality roztoku je hodnota ph, která je definována jako ph = log a(h 3 O + ) ( 1 ) kde a(h 3 O + ) je aktivita iontů H 3 O +, která se v analytické chemii nahrazuje bezrozměrnou relativní rovnovážnou koncentrací iontů H 3 O +, tedy 1
2 ph = log [H 3 O + ] ( 2 ) Voda patří mezi tzv. vyrovnaná rozpouštědla. Pokud není v roztoku přítomna jiná látka, dochází ve velmi malé míře k disociaci vody na hydroxoniový a hydroxidový ion. Tento děj se nazývá autoprotolýza vody 2 H 2 O H 3 O + + OH a je charakterizován iontovým součinem vody K v K v = [H 3 O + ] [OH ] ( 3 ) Hodnota iontového součinu vody je při 25 C K v = 1, Pro čistou vodu platí [H 3 O + ] = [OH ], proto po dosazení do iontového součinu dostáváme hodnotu ph čisté vody K v = [H 3 O + ] [OH ] = [H 3 O + ] 2 = [H 3 O + ] = ph = log ( ) = 7 Hodnota ph = 7 znamená neutrální roztok, hodnoty ph < 7 znamenají kyselý roztok a hodnoty ph > 7 znamenají alkalický roztok. 2 Látková bilance a podmínka elektroneutrality Látková bilance vychází z vyčíslené (rovnovážné) reakce a vyjadřuje vztah mezi celkovou látkovou koncentrací dané látky a rovnovážnými koncentracemi jejích jednotlivých forem. Platí, že suma látkových koncentrací (množství) všech složek obsahujících určitý atom či skupinu atomů se musí rovnat látkové koncentraci (množství) tohoto atomu či skupiny atomů, které jsme do roztoku vnesli, přičemž musíme brát v úvahu stechiometrii látek. Podle podmínky elektroneutrality nemá roztok navenek žádný náboj. Součet rovnovážných koncentrací kationtů musí být roven součtu rovnovážných koncentrací všech aniontů. Pro exaktní výpočty je třeba do podmínky elektroneutrality zahrnout i autoprotolýzu vody, i když probíhá jen ve velmi malé míře. Příklady: 2.1. Napište látkovou bilanci roztoku silné kyseliny chlorovodíkové 2
3 Ve vodném roztoku dochází k disociaci, kterou lze vyjádřit rovnicí HCl + H 2 O H 3 O + + Cl Protože jde o silnou kyselinu, probíhá reakce zleva doprava. Látkovou bilanci kyseliny chlorovodíkové zapíšeme c(hcl) = [Cl ] 2.2. Napište látkovou bilanci roztoku slabé kyseliny mravenčí Ve vodném roztoku dochází k disociaci, kterou lze vyjádřit rovnicí HCOOH + H 2 O H 3 O + + HCOO Protože disociace je rovnovážný děj, jde o slabou kyselinu, u které disociace (reakce zleva doprava) probíhá pouze částečně. Látkovou bilanci kyseliny mravenčí zapíšeme c(hcooh) = [HCOOH] + [HCOO ] čímž vyjádříme, že pouze část molekul kyseliny mravenčí disociovala na mravenčan Napište látkovou bilanci roztok slabé kyseliny trihydrogenfosforečné Ve vodném roztoku dochází k disociaci trojsytné kyseliny, kterou lze vyjádřit rovnicemi H 3 PO 4 + H 2 O H 3 O + + H 2 PO 4 H 2 PO 4 + H 2 O H 3 O HPO 4 HPO H 2 O H 3 O PO 4 Látkovou bilanci kyseliny trihydrogenfosforečné zapíšeme c(h 3 PO 4 ) = [H 3 PO 4 ] + [H 2 PO 4 ] + [HPO 2 4 ] + [PO 3 4 ] 2.4. Napište podmínku elektroneutrality v roztoku slabé kyseliny trihydrogenfosforečné Disociace trojsytné kyseliny je uvedena v příkladu 3. Podle podmínky elektroneutrality musí platit, že 3
4 [H 3 O + ] = [H 2 PO 4 ] + 2 [HPO 4 2 ] + 3 [PO 4 3 ] Protože hydrogenfosforečnan má náboj (2 ), zvyšuje koncentraci záporného náboje dvakrát. Ze stejného důvodu je rovnovážná koncentrace iontů s nábojem (3 ) násobena třemi. Jestliže bychom v silně zředěném roztoku kyseliny trihydrogenfosforečné kromě její disociace do všech tří stupňů uvažovali i autoprotolýzu vody popsanou rovnovážným dějem 2 H 2 O H 3 O + + OH podmínka elektroneutrality by měla tvar [H 3 O + ] = [H 2 PO 4 ] + 2 [HPO 4 2 ] + 3 [PO 4 3 ] + [OH ] 3 Výpočty ph Jak vyplývá z definice ph, cílem výpočtu je zjistit hodnotu rovnovážné koncentrace iontů H 3 O +. V jednotlivých rovnováhách však vystupují i další částice. Pro zjištění rovnovážných koncentrací jednotlivých částic v roztoku postupujeme v těchto krocích: 1. krok: zápis všech chemických reakcí v roztoku (i rovnovážných), např. disociace, neutralizace 2. krok: zápis (definice) odpovídajících rovnovážných konstant, včetně autoprotolýzy rozpouštědla (vody) 3. krok: zápis všech částic (molekul, iontů) vyskytujících se v roztoku (definuje počet neznámých) 4. krok: zápis látkové bilance (bilancí) 5. krok: zápis podmínky elektroneutrality 6. krok: kontrola, že počet napsaných matematických rovnic (2., 4. a 5. krok) je roven počtu neznámých (3. krok); vlastní řešení Tímto postupem získáme tzv. exaktní řešení. Obtížnost výpočtu je závislá na počtu uvažovaných částic a tedy počtu rovnic. Rovnice třetího a vyšších řádů je třeba řešit vhodným postupem (iteracemi), což je zcela nad rámec tohoto textu. Často lze počet neznámých a tím i počet rovnic snížit aproximacemi vycházející ze zanedbání některých dějů. Při dodržení oblasti platnosti dané aproximace, jsou výsledky výpočtu ph dostatečně správné. Příkladem obvyklé aproximace je zanedbání autoprotolýzy vody, což je možné vždy když koncentrace protolytu (kyseliny nebo zásady) je větší než 10-6 mol/l. Za těchto podmínek je zbytečné při výpočtu koncentrace kyseliny uvažovat přítomnost malého množství iontů OH (z autoprotolýzy vody) a podobně 4
5 při výpočtu ph zásady je zbytečné uvažovat přítomnost malého množství iontů H 3 O + (srovnej obě podmínky elektroneutrality v kapitole 2., příklad 2.4.). 4 ph silné jednosytné kyseliny HA Při zanedbání autoprotolýzu vody (pro c(ha) > 10-6 mol l -1 ) platí 1. disociace: HA + H 2 O H 3 O + + A 2. částice v roztoku: H 3 O + a A 3. látková bilance: c(ha) = [A ] 4. podm. elektroneutrality: [H 3 O + ] = [A ] Řešením soustavy dvou rovnic o dvou neznámých [H 3 O + ] a [A ] dostaneme jednoduchý vztah [H 3 O + ] = c(ha) a odtud po zlogaritmování ph = log c(ha) ( 4 ) Příkladem silných jednosytných kyselin jsou HCl nebo HNO 3. 5 ph silné jednosytné zásady Při zanedbání autoprotolýzu vody (c(boh) > 10-6 mol l -1 ) platí 1. disociace: BOH (+ H 2 O) B + + OH 2. částice v roztoku: B + a OH 3. látková bilance: c(boh) = [B + ] 4. podm. elektroneutrality: [OH ] = [B + ] Řešením soustavy dvou rovnic o dvou neznámých [OH ] a [B + ] dostaneme jednoduchý vztah [OH ] = c(boh) který použitím definice iontového součinu vody (rovnice 3) snadno upravíme na 5
6 [H 3 O + ] = K v c(boh) ( 5 ) a odtud po zlogaritmování a dosazení z iontového součinu vody (pk v = 14) dostáváme ph = log K v c(boh) = 14 + log c(boh) ( 6 ) Příkladem silných jednosyných zásad jsou alkalické hydroxidy, např. NaOH nebo KOH. 6 Slabé protolyty Slabé protolyty jsou ve vodném roztoku disociovány jen částečně. V roztoku se vyskytuje disociovaná i nedisociovaná forma, které tvoří konjugovaný pár. B + H 2 O HB + + OH zásada kyselina Příkladem mohou být roztoky kyselin mravenčí, octové, kyanovodíkové, citrónové nebo fosforečné nebo roztoky slabých zásad, např. amoniaku, hydrazinu nebo pyridinu. Slabým protolytem jsou i soli slabých kyselin (např. fosforečnan, mravenčan nebo octan) nebo zásad (např. amonné soli). Rovnováhy charakterizující hydrolýzu slabé kyseliny HA nebo slabé zásady B a odpovídající rovnovážné konstanty lze zapsat jako HA + H 2 O H 3 O + + A + [H3O ][A ] Ka(HA) = ( 7 ) [HA] kde K a je disociační konstanta kyseliny, nebo B + H 2 O HB + + OH + [HB ][OH ] Kb(B) = ( 8 ) [B] kde K b je protonizační konstanta zásady. Hodnoty K a a K b jsou často uváděny jako p K a a p K b, kde p zastupuje funkci záporný dekadický logaritmus. Převod obou vyjádření je následující pk a = log K a resp. pk b = log K b ( 9 ) K a = 10 pka resp. K b = 10 pkb ( 10 ) 6
7 Hodnoty K a a K b jsou tabelovány, ale ne vždy. Vzhledem k jednoduchému přepočtu bývají tabelovány pouze hodnoty K a. Důvodem je uvedený fakt, že v roztoku je přítomen kompletní konjugovaný pár a danou rovnováhu lze formálně zapsat z pohledu kyseliny (HB + ) nebo k ní konjugované zásady (B). Rovnici protonizace zásady B lze proto zapsat i z pohledu k ní konjugované kyseliny HB +, tedy HB + + H 2 O H 3 O + + B a odpovídající disociační konstanta kyseliny HB + je + + [H3O ][B] a (HB ) + K = [HB ] ( 11 ) Tento vztah zcela odpovídá rovnici 7. V tabulkách může být místo protonizační konstanty amoniaku (slabá zásada) uvedena disociační konstanta amoniových iontů NH 4 + (slabá kyselina). Případný přepočet mezi hodnotami K a a K b daného konjugovaného páru se provede podle následujícího vztahu K a K b = K v = ( 12 ) nebo v logaritmickém tvaru pk a + pk b = pk v = 14 O platnosti těchto vztahů se snadno přesvědčíte dosazením z rovnic 8 a 11. Protože slabé protolyty jsou v roztoku disociovány (kyseliny) nebo protonizovány (zásady) pouze částečně, má smyl zavést stupeň disociace. Stupeň disociace (α) je definován jako poměr rovnovážné koncentrace disociované formy k celkové koncentraci kyseliny α = [A ] / c(ha) ( 13 ) Po dosazení podmínky neutrality [H 3 O + ] = [A ] a vztahu mezi ph a [H 3 O + ] (rovnice 2) dostáváme α = [A ] / c(ha) = [H 3 O + ] / c(ha) = 10 ph / c(ha) ( 14 ) Známe-li celkovou koncentraci kyseliny a hodnotu ph roztoku, lze takto spočítat stupeň disociace, tedy poměrnou část molekul kyseliny, které se rozpadly na ionty. Analogicky by byl definován i stupeň protonizace slabé zásady. 7
8 7 ph slabé jednosytné kyseliny HA Při zanedbání autoprotolýzu vody (pro c(ha) > 10-6 mol l -1 ) platí 1. rovnováha: HA + H 2 O H 3 O + + A + [H3O ][A ] Ka(HA) = [HA] 2. částice v roztoku: HA, A, H 3 O + 3. látková bilance: c(ha) = [A ] + [HA] 4. podm. elektroneutrality: [H 3 O + ] = [A ] Řešením uvedených třech rovnic o třech neznámých je kvadratická rovnice [H O ] K (HA) [H O ] + K (HA) c(ha) = a 3 a ( 15 ) a řešení [H 3 O + ] = K (HA) + K (HA) + 4 K (HA) c(ha) 2 a a a 2 ( 16 ) Toto řešení lze použít, jestliže c(ha) > 10-6 mol l -1. Ještě větší zjednodušení je založeno na zanedbání vlivu autoprotolýzy vody a na zanedbání disociace slabé kyseliny. Jde o předpoklad oprávněný, pokud je roztok dostatečně koncentrovaný. Tento předpoklad se projeví v látkové bilanci (3. bod), která nyní bude c(ha) = [HA]. Analýzou výsledků vypočítaných exaktním postupem a pomocí aproximací bychom dospěli k tomu, že platnost této aproximace je dána splněním podmínky c(ha) > 10 K a (HA). Za těchto podmínek dostaneme kvadratickou rovnici [H O ] = K (HA) c(ha) a ( 17 ) jejímž jediným řešením je [H 3 O + ] = K a (HA) c (HA) Zlogaritmováním dostáváme vzorec pro výpočet ph roztoku slabé jednosytné kyseliny použitelný, jestliže c(ha) > 10 K a (HA) ph = 0,5 (pk a (HA) log c(ha)) ( 18 ) 8
9 8 ph slabé jednosytné zásady B Při zanedbání autoprotolýzu vody (c(b) > 10-6 mol l -1 ) platí 1. rovnováhy: B + H 2 O HB + + OH + [HB ][OH ] Kb(B) = [B] 2. částice v roztoku: B, HB +, OH 3. látková bilance: c(b) = [B] + [HB + ] 4. podm. elektroneutrality: [HB + ] = [OH ] Abychom mohli aplikovat zcela stejný postup, jako v případě slabé jednosytné kyseliny, vyjádříme acidobazickou rovnováhu (1. krok) jako disociaci slabé konjugované kyseliny HB + HB + + H 2 O H 3 O + + B + + [H3O ][B] a (HB ) + K = [HB ] a takto definovanou disociační konstantu použijeme při řešení. Připomínáme, že platí rovnice 12. Řešením uvedených třech rovnic o třech neznámých je kvadratická rovnice, jejíž řešení je [H 3 O + ] = K + K + 4 K (HB ) K c(b) 2 + v v a v 2 c(b) ( 19 ) Řešení kvadratické rovnice, kterou získáme zanedbáním vlivu autoprotolýzy vody a protonizace slabé zásady (látková bilance tedy bude c(b) = [B]), je ve tvaru [H 3 O + ] = K + a(hb ) K c(b) v ( 20 ) Zlogaritmováním dostaneme vzorec pro výpočet ph roztoku slabé jednosytné kyseliny použitelný, jestliže c(hb + ) > 10 K a (HB + ) ph = 0,5 (pk v + pk a (HB + ) + log c(b)) ( 21 ) 9 Vícesytná slabá kyselina a slabá zásada Výpočet ph vícesytné slabé kyseliny je principiálně shodný jako pro jednosytnou slabou kyselinu. Každý disociační stupeň je třeba charakterizovat vlastní rovnováhou a disociační konstantou. Například pro dvojsytnou slabou kyselinu H 2 A platí: 9
10 1. rovnováhy: H 2 A + H 2 O H 3 O + + HA + [H3O ][HA ] Ka1(H2A) = [H A] HA - + H 2 O H 3 O + + A [H3O ][A ] Ka2(H2A) = [HA ] 2 H 2 O H 3 O + + OH K v = [H 3 O + ] [OH ] 2. částice v roztoku: H 2 A, HA, A 2, H 3 O + a OH 3. látková bilance: c(h 2 A) = [A 2 ] + [HA ] + [H 2 A] 4. podm. elektroneutrality: [H 3 O + ] = 2[A 2 ] + [HA ] + [OH ] Exaktní řešení dostaneme řešením pěti rovnic o pěti neznámých [H 3 O + ], [A 2 ], [HA ], [H 2 A] a [OH ]. Autoprotolýzu vody lze zanedbat za stejných podmínek, jako dříve (pro c >10 6 mol/l). V praxi se ukazuje, že jestliže K a1 > 1000 K a2, lze vyšší stupně disociace slabé kyseliny zanedbat a považovat kyselinu o obecném vzorci H x A za jednosytnou kyselinu s disociační konstantou K a1 (H x A) a ph počítat vztahem (srovnej s rovnicí 18) ph = 0,5 (pk a1 log c(h x A)) ( 22 ) To platí např. pro výpočet ph roztoku kyseliny trihydrogenfosforečné, jejíž disociační konstanty jsou K a1 = 6, , K a2 = 6, a K a3 = 4, Protože platí, že K a1 > 1000 K a2, můžeme za zjednodušujícího předpokladu zanedbání autoprotolýzy vody a disociace kyseliny (c(h 3 PO 4 ) > 10 K a1 ) vypočítat ph roztoku této kyseliny jako ph = 0,5 (pk a1 log c(h 3 PO 4 )) Analogickým postupem bychom mohli odvodit i vztah pro výpočet ph vícesytné slabé zásady. Například pro dvojsytnou zásadu bychom za výše uvedených podmínek kladených na vzájemný poměr disociačních konstant dostali vztah (srovnej s rovnicí 21) ph = 0,5 (pk v + pk a2 (H 2 B 2+ ) + log c(b)) ( 23 ) 2 10 Sůl slabé jednosytné kyseliny a silné zásady Každá sůl je ve vodném roztoku plně disociována. V případě octanu sodného neexistují ve vodě žádné molekuly CH 3 COONa, ale solvatované ionty CH 3 COO a Na +. Protože octanový aniont je slabým protolytem, dochází v malé míře k jeho hydrolýze 10
11 CH 3 COO + H 2 O CH 3 COOH + OH Protože rozpuštěním octanu sodného dojde k nárůstu koncentrace iontů OH, jedná se o slabou zásadu a ph tohoto roztoku budeme počítat podle vztahů uvedených pro roztok slabé jednosytné zásady (kapitola 8, rovnice 21). Pro ujasnění uvedeme všechny dílčí kroky řešení, jako v předchozích příkladech: 1. disociace: CH 3 COONa (+H 2 O) CH 3 COO + Na + 2. rovnováhy: CH 3 COO + H 2 O CH 3 COOH + OH [CH3COOH][OH ] Kb(CH3COO ) = [CH COO ] 3 resp. K (CH COOH) = a 3 + [CH3COO ][H3O ] [CH COOH] 3 2 H 2 O H 3 O + + OH K v = [H 3 O + ] [OH ] 2. částice v roztoku: CH 3 COO, Na +, CH 3 COOH, OH a H 3 O + 3. látkové bilance: c(ch 3 COONa) = [CH 3 COO ] + [CH 3 COOH] c(ch 3 COONa) = [Na + ] 4. podm. elektroneutrality: [Na + ] + [H 3 O + ] = [CH 3 COO ] + [OH ] Řešením uvedených pět rovnic o pěti neznámých [Na + ], [CH 3 COO ], [OH ], [CH 3 COOH] a [H 3 O + ] dospějeme ke zcela identickým rovnicím, jako v kapitole o výpočtu ph roztoku slabé jednosytné zásady. Další příklady solí tohoto typu jsou mravenčan draselný, kyanid sodný apod. 11 Sůl slabé jednosytné zásady a silné kyseliny I pro tento případ soli platí, že nejprve dochází k 100% disociaci soli na ionty a poté k hydrolýze iontu odvozeného od slabého protolytu, v tomto případě amonných iontů. 1. disociace: NH 4 Cl NH Cl 2. hydrolýza: NH H 2 O NH 3 + H 3 O + 11
12 Z rovnice hydrolýzy vyplývá, že rozpuštěním chloridu amonného dojde k nárůstu koncentrace iontů H 3 O + a tedy ke zvýšení kyselosti roztoku. ph roztoku chloridu amonného se vypočítá stejně jako ph roztoku slabé jednosytné kyseliny (kapitola 7, rovnice 18). Další příklady solí tohoto typu: dusičnan amonný, pyridinium chlorid apod. 12 Sůl slabé jednosytné zásady a slabé kyseliny amfolyt Komplikovanější situace nastává, jestliže se jedná o sůl dvou slabých protolytů. První krok zůstává stejný kompletní disociace soli na solvatované ionty. Ve druhém kroku však hydrolyzují jak kationt, tak aniont. Pro octan amonný tedy dostáváme 1. disociace: CH 3 COONH 4 NH CH 3 COO 2. hydrolýza: NH H 2 O NH 3 + H 3 O + CH 3 COO + H 2 O CH 3 COOH + OH Rozpuštěním tedy vzrůstá jak kyselost, tak i zásaditost roztoku. Taková sůl se nazývá amfolyt. Hydrolýza kationtu i anionu je charakterizována vlastními disociačními konstantami, v tomto případě K a (NH 4 + ) a K a (CH 3 COOH). Exaktním řešením vycházejícím z látkové bilance a podmínky elektroneutrality c(ch 3 COONH 4 ) = [CH 3 COO ] + [CH 3 COOH] = [NH 4 + ] + [NH 3 ] [NH 4 + ] + [H 3 O + ] = [CH 3 COO ] + [OH ] bychom získali rovnici čtvrtého řádu. Zanedbáním hydrolýzy aniontu i kationtu (pak platí c(ch 3 COONH 4 ) = [CH 3 COO ] = [NH 4 + ]) a zanedbáním autoprotolýzy vody dostaneme pro c(ch 3 COONH 4 ) > 10 K a (CH 3 COOH) jednoduché řešení ve tvaru [H 3 O + + ] = K (NH ) K (CH COOH) ( 24 ) Po zlogaritmování a obecně a 4 a 3 ph = 0,5 (pk a (NH 4 + ) + pk a (CH 3 COOH)) ph = 0,5 (pk a1 + pk a2 ) ( 25 ) 12
13 13 Soli vícesytných slabých protolytů Při výpočtu ph roztoků soli vzniklé úplnou neutralizací vícesytných slabých kyselin silnými zásadami (Na 3 PO 4, Na 2 C 2 O 4, Na 2 CO 3 apod.) uvažujeme po disociaci soli už pouze jen jednostupňovou hydrolýzu aniontu. Např. pro fosforečnan sodný Na 3 PO 4 3 Na + + PO 4 3 PO H 2 O HPO OH Následující hydrolýzu iontu HPO 4 2 zanedbáme (správně bychom měli ověřit, že platí 1000 K a3 (H 3 PO 4 ) < K a2 (H 3 PO 4 )). Z rovnice hydrolýzy je patrné zvýšení zásaditosti roztoku, výpočet ph provedeme postupem uvedeným pro slabou jednosytnou zásadu (kapitola 8, rovnice 21) s tím, že za disociační konstantu dosadíme v tomto případě K a3 (H 3 PO 4 ). Jak naznačuje následující hydrolýza hydrogenuhličitanu (zároveň probíhají oba rovnovážné děje), všechny hydrogensoli jsou amfolyty, a podle toho se také počítá ph jejich vodných roztoků (rovnice 25). HCO 3 + H 2 O CO H 3 O + HCO 3 + H 2 O H 2 CO 3 + OH 14 Pufry Zvláštním případem je roztok, ve kterém je slabá kyselina a k ní konjugovaná zásada přítomna ve srovnatelné koncentraci. Takový roztok se nazývá pufr nebo tlumivý roztok, protože malé přídavky silného protolytu (silné kyseliny nebo zásady) způsobí jen malou změnu ph tohoto roztoku. Pufr připravíme buď smísením slabé kyseliny a její konjugované zásady, nebo částečnou neutralizací slabého protolytu silným protolytem. Např. octanový pufr připravíme smísením kyseliny octové a octanu sodného (draselného), nebo částečnou neutralizací roztoku kyseliny octové roztokem alkalického hydroxidu. Octanový pufr je pufr tvořený slabou kyselinou a její solí se silným hydroxidem. Opačným případem (slabá zásada a její sůl se silnou kyselinou) může být např. používaný amonný pufr tvořený směsí vodného roztoku amoniaku a chloridu amonného. Odvození exaktního vztahu je nad rámec tohoto textu, zde uvádíme jen látkovou bilanci a podmínku elektroneutrality pro směs kyseliny octové a octanu sodného látkové bilance: c(ch 3 COOH) + c(ch 3 COONa) = [CH 3 COOH] + [CH 3 COO ] c(ch 3 COO ) = [Na + ] podm. elektroneutrality: [Na + ] + [H 3 O + ] = [CH 3 COO ] + [OH ] 13
14 Za předpokladu dostatečné koncentrace kyseliny i k ní konjugované zásady, tedy [H 3 O + ] << c(ha) a [OH ] << c(a ) platí také c(ha) = [HA] a c(a ) = [A ] Z definice disociační konstanty slabé kyseliny (rovnice 7) si vyjádříme [H 3 O + ] a do tohoto vztahu dosadíme uvedené předpoklady. Dostáváme [H 3 O + ] = K a c(ha) (HA) c(a ) ( 26 ) Po dosazení do definice ph (rovnice 2) dostáváme tzv. Henderson-Hasselbalchovu rovnici pro přibližný výpočet hodnoty ph pufru ve tvaru ph = pk a (HA) log c(ha) c(a ) ( 27 ) Např. hodnota ph octanového pufru se spočítá vztahem ph = pk a (CH 3 COOH) log 3 c(ch COOH) c(ch COO ) 3 V případě vícesytných kyselin je možné neutralizací získat pufry o různém ph. Jestliže zpoloviny zneutralizujeme kyselinu fosforečnou, získáme pufr tvořený směsí H 3 PO 4 a H 2 PO 4, jehož ph by se počítalo dosazením pk a1 do rovnice 27. Jestliže ke kyselině fosforečné přidáme 1,5 násobek látkového množství hydroxidu získáme pufr tvořený směsi H 2 PO 4 a HPO 4 2 (podívejte se na příklad 14.6.). Slabou kyselinou je v tomto případě ion H 2 PO 4, konjugovanou zásadou ion HPO 4 2. Jejich rovnováhu popisuje druhá disociační konstanta kyseliny trihydrogenfosforečné, tudíž se do rovnice 27 dosadí pk a2 (podívejte se na příklad 14.7.). Poslední třetí typ pufru by byla směs iontů HPO 4 2 a PO Acidobazické indikátory, funkční oblast indikátoru Jako vizuální indikátory se používají zředěné roztoky slabých protolytů, jejichž disociovaná a nedisociovaná forma se liší barvou a jejichž pk a odpovídá (+/ 1) hodnotě ph v bodě ekvivalence. Roztok takové látky mění barvu v oblasti ph = pk a, neboť při ph < pk a převažuje kyselá forma (HA) a 14
15 při ph > pk a převažuje zásaditá forma (A ). K titrovanému roztoku se vždy přidává jen velmi malé množství indikátoru (řádově jde o jednotlivé kapky k desítkám mililitrů titrovaného roztoku). Příklady takových látek mohou být methyloranž, bromkresolová zeleň nebo fenolftalein. Vrátíme-li se k fenolftaleinu, jehož disociační konstanta je K a = 10-8,9, dochází při zvyšování ph k barevnému přechodu s bezbarvé na fialovou v rozmezí ph 8,0 9,8. HO OH O O HOOC OH ph = 8-9,8 OOC bezbarvá forma fialová forma 16 Souhrn aproximativních vztahů silná jednosytná kyselina silná jednosytná zásada slabá jednosytná kyselina HA slabá vícesytná kyselina H n A ph = log c(ha) ph = 14 + log c(boh) ph = 0,5 (pk a (HA) log c(ha)) ph = 0,5 (pk a1 (H n A) log c(h n A)) kyseliny šťavelová, trihydrogenfosforečná, citronová slabá jednosytná zásada A ph = 0,5 (14 + pk a (HA) + log c(a )) sůl silné kyseliny a slabého hydroxidu sůl slabé kyseliny a silného hydroxidu amfolyt (sůl slabé kyseliny a slabého hydroxidu, hydrogensůl) slabá jednosytná kyselina HA slabá jednosytná zásada A ph = 0,5 (pk a1 (H 2 A) + pk a2 (H 2 A)) (jako slabá kyselina) např. NH 4 Cl např. CH 3 COONa, HCOOK 15
16 pufr ph = pk a (HA) log c(ha) c(a ) pk a = log K a pk v = log K v = log ( ) = 14 (25 C) 17 Příklady Při výpočtech použijte nejjednodušší vztahy (zanedbejte autoprotolýzu vody i disociaci slabých protolytů) Vypočítejte ph roztoku kyseliny šťavelové o koncentraci 0,01 mol/l. K a1 = 5, , K a2 = 5, Vypočítejte ph roztoku šťavelanu sodného o koncentraci 0,2 mol/l Vypočítejte ph roztoku hydrogenšťavelanu sodného o koncentraci 0,1 mol/l Jaký typ protolytu vznikne při neutralizaci kyseliny trihydrogenfosforečné do prvního, druhého a třetího stupně? Vypočítejte ph roztoku při neutralizaci 10 ml H 3 PO 4 o koncentraci 0,1 mol/l roztokem NaOH o koncentraci 0,1 mol/l do prvního stupně. Disociační konstanty: K a1 = 6, , K a2 = 6, , K a3 = 4, K roztoku kyseliny trihydrogenfosforečné byl přidán silný hydroxid. Změřená hodnota ph byla 3,00. Vypočítejte koncentrace částic H 3 PO 4 a H 2 PO 4, jestliže víte, že původní koncentrace kyseliny byla 0,1 mol/l. Disociační konstanty jsou v zadání příkladu Vypočítejte hmotnost kyseliny trihydrogenfosforečné ve 250 ml odměrné baňce, která byla před titrací zneutralizována na ph = 3,00, jestliže k 50 ml tohoto roztoku bylo na indikátor fenolftalein přidáno 10,5 ml NaOH o koncentraci 0,1000 mol/l. Funkční oblast fenolftaleinu je 8,0 9,8 a disociační konstanty kyseliny trihydrogenfosforečné jsou v zadání příkladu Příklady řešení Kyselina šťavelová je dvojsytná slabá kyselina. Zanedbáme-li disociaci do druhého stupně, lze její ph počítat vztahem pro jednosytnou slabou kyselinu s disociační konstantou K a1 (rovnice 22) ph = 0,5 (pk a1 (H 2 A) log c(h 2 A)) = 0,5 ( log(5, ) log 0,01) = 1, Šťavelan sodný je slabá zásada, neboť po disociaci vznikají hydrolýzou (reakcí s vodou) šťavelanu hydroxidové ionty 16
17 Na 2 C 2 O 4 2Na + + C 2 O 4 2 C 2 O H 2 O HC 2 O 4 + OH Při zanedbání další protonizace hydrogenšťavelanu na kys. šťavelovou, lze ph roztoku šťavelanu počítat jako ph slabé jednosytné zásady s disociační konstantou konjugované kyseliny K a2 (H 2 C 2 O 4 ) (rovnice 23) ph = 0,5 (pk v + pk a2 (H 2 C 2 O 4 ) + log c(c 2 O 4 2 )) = 0,5 (14 log(5, ) + log 0,2) = 8, Hydrogenšťavelan je amfolyt (jako všechny hydrogensoli). ph se vypočítá dle rovnice 25 ph = 0,5 (pk a1 + pk a2 ) = 0,5 ( log(5, ) log(5, )) = 2, Neutralizací H 3 PO 4 do prvního stupně vzniká H 2 PO 4. Hydrogensůl se v roztoku chová jako amfolyt a do rovnice 25 by se pro výpočet ph dosadily první a druhá disociační konstanta k. trihydrogenfosforečné, protože právě v nich se počítá s rovnovážnou koncentrací iontu H 2 PO 4. Neutralizací do druhého stupně vzniká HPO 4 2. Opět se jedná o hydrogensůl tedy amfolyt. Do rovnice 25 by se pro výpočet ph dosadily druhá a třetí disociační konstanta k. trihydrogenfosforečné, protože právě v nich se počítá s rovnovážnou koncentrací iontu HPO 4 2. Při neutralizaci do třetího stupně je produktem fosforečnanový anion PO 4 3, který se v roztoku chová jako slabá zásada. Hodnota ph by se spočítala pomocí rovnice 23, kam se dosadí hodnota pk a3 a aktuální koncentrace iontů PO 4 3 (počáteční látkové množství H 3 PO 4 dělené celkovým objemem roztoku (počáteční objem plus přidaný hydroxid)) Produkt neutralizace je dihydrogenfosforečnan. Jak je uvedeno v příkladu pro výpočet ph použijeme rovnici 25 ph = 0,5 (pk a1 + pk a2 ) = 0,5 ( log(6, ) log(6, )) = 4, V příkladu jsme vypočítali, že pro úplné neutralizaci do prvního stupně, je ph roztoku 4,68. Protože zadaná hodnota ph = 3,00 je nižší, je jasné, že neutralizace do prvního proběhla pouze částečně, a v roztoku se kromě vzniklého dihydrogenfosforečnanu nachází i nezneutralizovaná kyselina. Směs slabého protolytu a jeho soli s protolytem silným (neutralizace silným hydroxidem) se chová jako pufr a ph se počítá dle rovnice 27 ph = pk a1 (H 3 A) log c(ha) 3 c(ha ) 2 Hledaný poměr c(h 3 A) / c(h 2 A ) je c(ha) 3 c(ha ) = 10(pKa1 ph) = 10 ( log(0,00692) 3,00) = 0, Protože platí látková bilance c 0 (H 3 PO 4 ) = c(h 3 PO 4 ) + c(h 2 PO 4 ) = 0,1 mol/l 17
18 kde c 0 (H 3 PO 4 ) je počáteční koncentrace H 3 PO 4, lze řešením dvou rovnic o dvou neznámých získat hledané řešení c(h 3 PO 4 ) = 0,1445 c(h 2 PO 4 ) c(h 3 PO 4 ) + c(h 2 PO 4 ) = 0,1 mol/l c(h 3 PO 4 ) = 0,1445 c(h 2 PO 4 ) = 0,1445 (0,1 c(h 3 PO 4 )) = 0, ,1445 c(h 3 PO 4 ) c(h 3 PO 4 ) = 0,01445 / 1,1445 = 0,0126 mol/l c(h 2 PO 4 ) = 0,1 c(h 3 PO 4 ) = 0,1 0,0126 = 0,0874 mol/l Výchozí roztok o ph = 3,00 je tvořen směsí H 3 PO 4 a H 2 PO 4, jak bylo vypočítáno v příkladu Tento roztok byl neutralizován hydroxidem na fenolftalein. Kdybychom spočítali ph v bodě ekvivalence při neutralizaci kyseliny trihydrogenfosforečné do druhého stupně (viz řešení příkladu 14.4), vyšla by nám hodnota 9,8, která leží ve funkční oblasti indikátoru. Výchozí směs H 3 PO 4 a H 2 PO 4 tedy zneutralizujeme na HPO 4 2, což vyjádříme látkovou bilancí n(naoh) = n(h 2 PO 4 ) + 2 n(h 3 PO 4 ) neboť na neutralizaci 1 mol H 2 PO 4 na HPO 4 2 potřebujeme 1 mol NaOH a na neutralizaci 1 mol H 3 PO 4 na HPO 4 2 potřebujeme 2 moly NaOH. Pro řešení využijeme ještě rovnici 27, protože výchozí roztok se chová jako pufr. V této rovnici nyní jen nahradíme poměr látkových koncentrací poměrem molárních množství (oba ionty jsou ve stejném roztoku, proto objem, na který vztahujeme látkové množství kyseliny v čitateli a látkové množství konjugované zásady ve jmenovateli, je stejný) ph = pk a (HA) log c(ha) c(a ) = pk a (HA) log n(ha) n(a ) Pro zadané hodnoty ph = 3,00 a pk a1 jsme v příkladu 14.6 vypočítali c(hpo ) n(hpo ) = = 10 (pka1 ph) = 10 ( log(0,00692) 3,00) = 0,1445 c(h PO ) (H PO ) n 2 4 Spolu s uvedenou látkovou bilancí řešíme dvě rovnice o dvou neznámých n(naoh) = 0,1000 0,0105 = 1, = n(h 2 PO 4 ) + 2 n(h 3 PO 4 ) 0,1445 n(h 2 PO 4 ) = n(h 3 PO 4 ) 18
19 , = n(h 2 PO 4 ) + 2 0,1445 n(h 2 PO 4 ) n(h 2 PO 4 ) = 1, / 1,289 = 8, mol n(h 3 PO 4 ) = 0,1445 n(h 2 PO 4 ) = 0,1445 8, = 1, mol V titrovaném objemu (50 ml) bylo původně n 0 (H 3 PO 4 ) = (8,15+1,18) 10-4 mol = 9, mol Tomu odpovídá hmotnost ve 250 ml (M = 97,9952 g/mol) m = n 0 M V roztok /V pipeta = 9, , / 50 = 0,457 g 19
2. PROTOLYTICKÉ REAKCE
2. PROTOLYTICKÉ REAKCE Protolytické reakce představují všechny reakce spojené s výměnou protonů a jsou označovány jako reakce acidobazické. Teorie Arrheniova (1884): kyseliny disociují ve vodě na vodíkový
VícePROTOLYTICKÉ ROVNOVÁHY
PROTOLYTICKÉ ROVNOVÁHY Protolytické rovnováhy - úvod Obecná chemická reakce a A + b B c C + d D Veličina Symbol, jednotka Definice rovnovážná konstanta reakce K K = ac C a d D a a A a b B aktivita a a
VíceZÁKLADNÍ CHEMICKÉ POJMY A ZÁKONY
ZÁKLADNÍ CHEMICKÉ POJMY A ZÁKONY Klíčová slova: relativní atomová hmotnost (A r ), relativní molekulová hmotnost (M r ), Avogadrova konstanta (N A ), látkové množství (n, mol), molární hmotnost (M, g/mol),
VíceJana Fauknerová Matějčková
Jana Fauknerová Matějčková převody jednotek výpočet ph ph vodných roztoků ph silných kyselin a zásad ph slabých kyselin a zásad, disociační konstanta, pk ph pufrů koncentace 1000mg př. g/dl mg/l = = *10000
VíceChemické výpočty II. Vladimíra Kvasnicová
Chemické výpočty II Vladimíra Kvasnicová Převod jednotek pmol/l nmol/l µmol/l mmol/l mol/l 10-12 10-9 10-6 10-3 mol/l µg mg g 10-6 10-3 g µl ml dl L 10-6 10-3 10-1 L Cvičení 12) cholesterol (MW=386,7g/mol):
VíceREAKCE: 1) ACIDOBAZICKÉ Acidum = kyselina Baze = zásada. Využití: V analytické kvantitativní chemii v odměrné analýze
KYSELINY A ZÁSADY 1 REAKCE: 1) ACIDOBAZICKÉ Acidum = kyselina Baze = zásada Využití: V analytické kvantitativní chemii v odměrné analýze A) ALKALIMETRIE = odměrný roztok je zásada B) ACIDIMETRIE = odměrný
VíceDOPLŇKOVÝ STUDIJNÍ MATERIÁL CHEMICKÉ VÝPOČTY. Zuzana Špalková. Věra Vyskočilová
DOPLŇKOVÝ STUDIJNÍ MATERIÁL CHEMICKÉ VÝPOČTY Zuzana Špalková Věra Vyskočilová BRNO 2014 Doplňkový studijní materiál zaměřený na Chemické výpočty byl vytvořen v rámci projektu Interní vzdělávací agentury
VíceAcidobazické děje - maturitní otázka z chemie
Otázka: Acidobazické děje Předmět: Chemie Přidal(a): Žaneta Teorie kyselin a zásad: Arrhemiova teorie (1887) Kyseliny jsou látky, které odštěpují ve vodném roztoku proton vodíku H+ HA -> H+ + A- Zásady
VíceCVIČENÍ Z ENVIRONMENTÁLNÍ CHEMIE I
ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVEZITA V PRAZE Fakulta životního prostředí Katedra vodního hospodářství a environmentálního modelování CVIČENÍ Z ENVIRONMENTÁLNÍ CHEMIE I doc. Mgr. Marek VACH, Ph.D. Ing. Martin HEŘMANOVSKÝ
VíceGymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto
Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, 566 01 Vysoké Mýto Teorie kyselin a zásad Arheniova teorie Kyseliny jsou látky schopné ve vodném prostředí odštěpovat iont H +I. Zásady jsou látky schopné ve
VíceGymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, 566 01 Vysoké Mýto
Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, 566 01 Vysoké Mýto Výpočty ph roztoků kyselin a zásad ph silných jednosytných kyselin a zásad. Pro výpočty se uvažuje, že silné kyseliny a zásady jsou úplně disociovány.
VíceCHEMIE. Pracovní list č. 7 - žákovská verze Téma: ph. Mgr. Lenka Horutová. Projekt: Student a konkurenceschopnost Reg. číslo: CZ.1.07/1.1.07/03.
www.projektsako.cz CHEMIE Pracovní list č. 7 - žákovská verze Téma: ph Lektor: Mgr. Lenka Horutová Projekt: Student a konkurenceschopnost Reg. číslo: CZ.1.07/1.1.07/03.0075 Teorie: Pro snadnější výpočet
VíceVýpočty koncentrací. objemová % (objemový zlomek) krvi m. Vsložky. celku. Objemy nejsou aditivní!!!
Výpočty koncentrací objemová % (objemový zlomek) Vsložky % obj. = 100 V celku Objemy nejsou aditivní!!! Příklad: Kolik ethanolu je v 700 ml vodky (40 % obj.)? Kolik promile ethanolu v krvi bude mít muž
Více3 Acidobazické reakce
3 Acidobazické reakce Brønstedova teorie 1. Uveďte explicitní definice podle Brønstedovy teorie. Kyselina je... Báze je... Konjugovaný pár je... 2. Doplňte tabulku a pojmenujte všechny sloučeniny. Kyselina
VíceAcidobazické rovnováhy
Aidobaziké rovnováhy při aidobazikýh rovnováháh (proteolytikýh) - přenos vodíkového kationtu mezi ionty (molekulami) zúčastněnými v rovnováze kyselina donor protonů zásada akeptor protonů YSELINA + zásada
VíceBiochemický ústav LF MU (E.T.) 2013
Roztoky elektrolytů: ph, hydrolýza solí, pufry Biochemický ústav LF MU (E.T.) 2013 1 Pojmy, jejichž znalost ze střední školy je nezbytná pro porozumění přednášené látce : elektrolyty, jejich chování, typy
Více[ ] d[ Y] rychlost REAKČNÍ KINETIKA X Y
REAKČNÍ KINETIKA Faktory ovlivňující rychlost chemických reakcí Chemická povaha reaktantů - reaktivita Fyzikální stav reaktantů homogenní vs. heterogenní reakce Teplota 10 C zvýšení rychlosti 2x 3x zýšení
VíceCZ.1.07/1.5.00/34.0802 Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Protolytické děje VY_32_INOVACE_18_15. Mgr. Věra Grimmerová. grimmerova@gymjev.
Průvodka Číslo projektu Název projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity CZ.1.07/1.5.00/34.0802 Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce
VíceCHEMICKÉ VÝPOČTY I. ČÁST LÁTKOVÉ MNOŽSTVÍ. HMOTNOSTI ATOMŮ A MOLEKUL.
CHEMICKÉ VÝPOČTY I. ČÁST LÁTKOVÉ MNOŽSTVÍ. HMOTNOSTI ATOMŮ A MOLEKUL. Látkové množství Značka: n Jednotka: mol Definice: Jeden mol je množina, která má stejný počet prvků, jako je atomů ve 12 g nuklidu
VíceTeorie kyselin a zásad poznámky 5.A GVN
Teorie kyselin a zásad poznámky 5A GVN 13 června 2007 Arrheniova teorie platná pouze pro vodní roztoky kyseliny jsou látky schopné ve vodném roztoku odštěpit vodíkový kation H + HCl H + + Cl - CH 3 COOH
Více3 Acidobazické reakce
3 Acidobazické reakce Brønstedova teorie 1. Uveďte explicitní definice podle Brønstedovy teorie. Kyselina je... Báze je... Konjugovaný pár je... 2. Doplňte tabulku a pojmenujte všechny sloučeniny. Kyselina
VíceInovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie CZ.1.07/2.2.00/ Výpočty z chemických vzorců
Výpočty z chemických vzorců 1. Hmotnost kyslíku je 80 g. Vypočítejte : a) počet atomů kyslíku ( 3,011 10 atomů) b) počet molů kyslíku (2,5 mol) c) počet molekul kyslíku (1,505 10 24 molekul) d) objem (dm
VíceAcidobazické reakce. 1. Arrheniova teorie. 2. Neutralizace
Acidobazické reakce 1. Arrheniova teorie Kyseliny látky schopné ve vodných roztocích odštěpit H + např: HCl H + + Cl -, obecně HB H + + B - Zásady látky schopné ve vodných roztocích poskytovat OH - např.
VíceCHEMIE Pracovní list č.3 žákovská verze Téma: Acidobazická titrace Mgr. Lenka Horutová Student a konkurenceschopnost
www.projektsako.cz CHEMIE Pracovní list č.3 žákovská verze Téma: Acidobazická titrace Lektor: Projekt: Reg. číslo: Mgr. Lenka Horutová Student a konkurenceschopnost CZ.1.07/1.1.07/03.0075 Teorie: Základem
VíceSložení soustav (roztoky, koncentrace látkového množství)
VZOROVÉ PŘÍKLADY Z CHEMIE A DOPORUČENÁ LITERATURA pro přípravu k přijímací zkoušce studijnímu oboru Nanotechnologie na VŠB TU Ostrava Doporučená literatura z chemie: Prakticky jakákoliv celostátní učebnice
VíceÚloha č. 9 Stanovení hydroxidu a uhličitanu vedle sebe dle Winklera
Úloha č. 9 Stanovení hydroxidu a uhličitanu vedle sebe dle Winklera Princip Jde o klasickou metodu kvantitativní chemické analýzy. Uhličitan vedle hydroxidu se stanoví ve dvou alikvotních podílech zásobního
Více3 Acidobazické reakce
3 Acidobazické reakce Brønstedova teorie 1. Uveďte explicitní definice podle Brønstedovy teorie. Kyselina je... Báze je... Konjugovaný pár je... 2. Doplňte tabulku a pojmenujte všechny sloučeniny. Kyselina
VíceRoztoky - elektrolyty
Roztoky - elektrolyty Roztoky - vodné roztoky prakticky vždy vedou elektrický proud Elektrolyty látky, které se štěpí disociují na elektricky nabité částice ionty Původně se předpokládalo, že k disociaci
VíceKurz 1 Úvod k biochemickému praktiku
Kurz 1 Úvod k biochemickému praktiku Pavla Balínová http://vyuka.lf3.cuni.cz/ Důležité informace Kroužkový asistent: RNDr. Pavla Balínová e-mailová adresa: pavla.balinova@lf3.cuni.cz místnost: 410 studijní
Více2 Roztoky elektrolytů. Osmotický tlak
Roztoky elektrolytů. Osmotický tlak 1. Doplněním uvedených schémat vyjádřete rozdílné chování různých typů látek po jejich rozpuštění ve vodě. Použijte symboly AB(aq), A + (aq), B - (aq). [s pevná fáze,
VíceStřední průmyslová škola Hranice - 1 - Protolytické reakce
Střední průmyslová škola Hranice - 1 - Protolytické reakce Acidobazické (Acidum = kyselina, Baze = zásada) Jedná se o reakce kyselin a zásad. Při této reakci vždy kyselina zásadě předá proton H +. Obrázek
VíceOBECNÁ CHEMIE František Zachoval CHEMICKÉ ROVNOVÁHY 1. Rovnovážný stav, rovnovážná konstanta a její odvození Dlouhou dobu se chemici domnívali, že jakákoliv chem.
VíceSoli. ph roztoků solí - hydrolýza
Soli Soli jsou iontové sloučeniny vzniklé neutralizační reakcí. Např. NaCl je sůl vzniklá reakcí kyseliny HCl a zásady NaOH. Př.: Napište neutralizační reakce jejichž produktem jsou CH 3 COONa, NaCN, NH
VícePotenciometrické stanovení disociační konstanty
Potenciometrické stanovení disociační konstanty TEORIE Elektrolytická disociace kyseliny HA ve vodě vede k ustavení disociační rovnováhy: HA + H 2O A - + H 3O +, kterou lze charakterizovat disociační konstantou
VíceGymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115
Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115 Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0410 Číslo šablony: 19 Název materiálu: Ročník: Identifikace materiálu: Jméno autora: Předmět: Tématický celek:
VíceAutor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: 12. 4. 2013. Ročník: osmý
ph Autor: Mgr. Stanislava Bubíková Datum (období) tvorby: 12. 4. 2013 Ročník: osmý Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Anorganické sloučeniny 1 Anotace: Žáci se seznámí se základní vlastností
VíceKONTROLNÍ TEST ŠKOLNÍHO KOLA (70 BODŮ)
KONTROLNÍ TEST ŠKOLNÍHO KOLA (70 BODŮ) Úloha 1 Ic), IIa), IIId), IVb) za každé správné přiřazení po 1 bodu; celkem Úloha 2 8 bodů 1. Sodík reaguje s vodou za vzniku hydroxidu sodného a dalšího produktu.
VíceStanovení celkové kyselosti nápojů potenciometrickou titrací
Stanovení celkové kyselosti nápojů potenciometrickou titrací Princip metody U acidobazických titrací se využívají dva druhy indikace bodu ekvivalence - vizuální a instrumentální. K vizuální indikaci bodu
Více10 Acidobazické reakce
10 cidobazické reakce cidobazické reakce probíhají v roztocích mezi kyselinami a zásadami a dochází při nich k výměně protonu. Pojem kyseliny a zásady Podle teorie Brønsteda a Lowryho jsou kyseliny látky,
VíceNEUTRALIZAČNÍ ODMĚRNÁ ANALÝZA (TITRACE)
NEUTRALIZAČNÍ ODMĚRNÁ ANALÝZA (TITRACE) Cíle a princip: Stanovit TITR (přesnou koncentraci) odměrného roztoku kyseliny nebo zásady pomocí známé přesné koncentrace již stanoveného odměrného roztoku. Podstatou
VíceVyjadřuje poměr hmotnosti rozpuštěné látky k hmotnosti celého roztoku.
Koncentrace roztoků Hmotnostní zlomek w Vyjadřuje poměr hmotnosti rozpuštěné látky k hmotnosti celého roztoku. w= m A m s m s...hmotnost celého roztoku, m A... hmotnost rozpuštěné látky Hmotnost roztoku
VíceKARBOXYLOVÉ KYSELINY
LABORATORNÍ PRÁCE Č. 28 KARBOXYLOVÉ KYSELINY PRINCIP Karboxylové kyseliny jsou látky, které ve své molekule obsahují jednu nebo více karboxylových skupin. Odvozují se od nich dva typy derivátů, substituční
VíceIII/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Inovace výuky na GSN prostřednictvím ICT
Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 Šablona: Název projektu: Číslo projektu: Autor: Tematická oblast: Název DUMu: Kód: Datum: 10. 9. 2013 Cílová skupina: Klíčová slova: Anotace: III/2 - Inovace
VíceTEORETICKÁ ČÁST (60 BODŮ)
Řešení školního kola Ch kat. B 2012/2013 TERETICKÁ ČÁST (60 BDŮ) ARGAICKÁ CHEMIE 30 BDŮ Úloha 1 Teorie kyselin a zásad 13 bodů 1. Arrheniova teorie: kyselinou je látka odštěpující proton, zásadou je látka
VíceChemické výpočty. = 1,66057. 10-27 kg
1. Relativní atomová hmotnost Chemické výpočty Hmotnost atomů je velice malá, řádově 10-27 kg, a proto by bylo značně nepraktické vyjadřovat ji v kg, či v jednontkách odvozených. Užitečnější je zvolit
VícePředpokládáme ideální chování, neuvažujeme autoprotolýzu vody ve smyslu nutnosti číselného řešení simultánních rovnováh. CH3COO
Pufr ze slabé kyseliny a její soli se silnou zásaou např CHCOOH + CHCOONa Násleujíí rozbor bue vyházet z počátečního stavu, ky konentrae obou látek jsou srovnatelné (největší pufrační kapaita je pro ekvimolární
Více2. Je částice A kyselinou ve smyslu Brönstedovy teorie? Ve smyslu Lewisovy teorie? Odpověď zdůvodněte. Je A částicí elektrofilní nebo nukleofilní?
Anorganická chemie Úloha 1: (3,5bodu) Smísením konc. kyseliny dusičné a konc. kyseliny sírové získáváme tzv. nitrační směs, která se užívá k zavádění -NO 2 skupiny do molekul organických látek. 1. Napište
VíceVY_32_INOVACE_06A_07 Teorie kyselina zásad ANOTACE
ŠKOLA: AUTOR: NÁZEV: TEMA: ČÍSLO PROJEKTU: Gymnázium Chomutov, Mostecká 3000, příspěvková organizace Mgr. Monika ŠLÉGLOVÁ VY_32_INOVACE_06A_07 Teorie kyselina zásad NEKOVY CZ.1.07/1.5.00/34.0816 DATUM
VíceNeutralizační (acidobazické) titrace
Neutralizační (acidobazické) titrace Neutralizační titrace jsou založeny na reakci mezi kyselinou a zásadou. V podstatě se vždy jedná o reakci iontů H + s ionty OH - podle schematu: H + + OH - H O V průběhu
VíceOdměrná analýza, volumetrie
Odměrná analýza, volumetrie metoda založená na měření objemu metoda absolutní: stanovení analytu ze změřeného objemu roztoku činidla o přesně známé koncentraci, který je zapotřebí k úplné a stechiometricky
Více53. ročník 2016/2017
Ústřední komise Chemické olympiády 53. ročník 2016/2017 OKRESNÍ KOLO kategorie D ŘEŠENÍ PRAKTICKÉ ČÁSTI časová náročnost: 90 minut Úloha 1 Yamadův univerzální indikátor 30 bodů Úkoly: 1. Doplněná Tabulka
VíceAutor: Tomáš Galbička www.nasprtej.cz Téma: Roztoky Ročník: 2.
Roztoky směsi dvou a více látek jsou homogenní (= nepoznáte jednotlivé částečky roztoku - částice jsou menší než 10-9 m) nejčastěji se rozpouští pevná látka v kapalné látce jedna složka = rozpouštědlo
VíceKyseliny. Gerber (~1300) příprava H 2 SO 4, HNO 3. Libavius příprava HCl a aqua regia (rozpouští Au)
Kyseliny Gerber (~1300) příprava H 2 SO 4, HNO 3 Libavius příprava HCl a aqua regia (rozpouští Au) Chemická látka produkovaná na světě v největším množství za rok: H 2 SO 4 Andreas Libau (Libavius) (1540-1616)
VíceELEKTROCHEMIE. - studuje soustavy, které obsahují elektricky nabité částice.
ELEKTROCHEMIE - studuje soustavy, které obsahují elektricky nabité částice. ZÁKLADNÍ POJMY Vodiče látky, které vedou elektrický proud. Vodiče I. třídy přenos elektrického náboje je zprostředkován volně
VíceSešit pro laboratorní práci z chemie
Sešit pro laboratorní práci z chemie téma: Příprava roztoků a měření ph autor: ing. Alena Dvořáková vytvořeno při realizaci projektu: Inovace školního vzdělávacího programu biologie a chemie registrační
VíceSTANOVENÍ CHLORIDŮ. Odměrné argentometrické stanovení chloridů podle Mohra
STANOVENÍ CHLORIDŮ Odměrné argentometrické stanovení chloridů podle Mohra Cíl práce Stanovte titr odměrného standardního roztoku dusičnanu stříbrného titrací 5 ml standardního srovnávacího roztoku chloridu
VíceElektrochemie. Předmět elektrochemie: disociace (roztoky elektrolytů, taveniny solí) vodivost. jevy na rozhraní s/l (elektrolýza, články)
Elektrochemie 1/30 Předmět elektrochemie: disociace (roztoky elektrolytů, taveniny solí) vodivost jevy na rozhraní s/l (elektrolýza, články) Vodiče: vodivost způsobena pohybem elektronů uvnitř mřížky:
Vícevolumetrie (odměrná analýza)
volumetrie (odměrná analýza) Metody odměrné analýzy jsou založeny na stanovení obsahu látky ve vzorku vypočteného z objemu odměrného roztoku titračního činidla potřebného ke kvantitativnímu zreagování
VíceACIDOBAZICKÉ - ph,, disociační konstanty neutralizační titrace úprava prostředí v kvalitativní analýze úprava prostředí u kvantitativních metod
Analyticky významné rovnováhy v roztocích ACIDOBAZICKÉ - ph,, disociační konstanty neutralizační titrace úprava prostředí v kvalitativní analýze úprava prostředí u kvantitativních metod kapalinová chromatografie
VíceÚstřední komise Chemické olympiády. 50. ročník 2013/2014. OKRESNÍ KOLO kategorie D ŘEŠENÍ SOUTĚŽNÍCH ÚLOH
Ústřední komise Chemické olympiády 50. ročník 2013/2014 OKRESNÍ KOLO kategorie D ŘEŠENÍ SOUTĚŽNÍCH ÚLOH TEORETICKÁ ČÁST (70 BODŮ) Informace pro hodnotitele Ve výpočtových úlohách jsou uvedeny dílčí výpočty
VíceSbírka příkladů z teoretických základů analytické chemie Tomáš Křížek Karel Nesměrák
UNIVERZITA KARLOVA Přírodovědecká fakulta Katedra analytické chemie Sbírka příkladů z teoretických základů analytické chemie Tomáš Křížek Karel Nesměrák Praha 2016 1 Protolytické rovnováhy 1.1 Vypočítejte
VíceÚstřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 TEST ŠKOLNÍHO KOLA. Kategorie E ŘEŠENÍ
Ústřední komise Chemické olympiády 55. ročník 2018/2019 TEST ŠKOLNÍHO KOLA Kategorie E ŘEŠENÍ ANORGANICKÁ CHEMIE 16 BODŮ Úloha 1 Vlastnosti sloučenin manganu a chromu 8 bodů 1) Elektronová konfigurace:
VíceÚstřední komise Chemické olympiády. 42. ročník. KRAJSKÉ KOLO Kategorie D. SOUTĚŽNÍ ÚLOHY TEORETICKÉ ČÁSTI Časová náročnost: 60 minut
Ústřední komise Chemické olympiády 42. ročník 2005 2006 KRAJSKÉ KOLO Kategorie D SOUTĚŽNÍ ÚLOHY TEORETICKÉ ČÁSTI Časová náročnost: 60 minut Institut dětí a mládeže Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy
VíceNejprve je nutno převést hmotnostní koncentrace na molární (správný výsledek je 1,345M).
11. vičení ph II. 1. Jaké je ph 8% ota, = 1,0097 g/m, = 60,05 g.mol -1, = 1,75. -5? Nejprve je nutno převést hmotnostní konentrae na molární (správný výsledek je 1,5). Poté použijeme jednu z následujííh
VíceVI. Disociace a iontové rovnováhy
VI. Disociace a iontové 1 VI. Disociace a iontové 6.1 Základní pojmy 6.2 Disociace 6.3 Elektrolyty 6.3.1 Iontová rovnováha elektrolytů 6.3.2 Roztoky ideální a reálné 6.4 Teorie kyselin a zásad 6.4.1 Arrhenius
VíceChemické výpočty I. Vladimíra Kvasnicová
Chemické výpočty I Vladimíra Kvasnicová 1) Vyjadřování koncentrace molarita procentuální koncentrace převod jednotek 2) Osmotický tlak, osmolarita Základní pojmy koncentrace = množství rozpuštěné látky
VíceI N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í CHEMICKÉ REAKCE
Chemické reakce = proces, během kterého se výchozí sloučeniny mění na nové, reaktanty se přeměňují na... Vazby reaktantů...a nové vazby... Klasifikace reakcí: 1. Podle reakčního tepla endotermické teplo
VíceMěření ph nápojů a roztoků
Měření ph nápojů a roztoků vzorová úloha (ZŠ) Jméno Třída.. Datum.. 1 Teoretický úvod Kyselý nebo zásaditý roztok? Proč je ocet považován za kyselý roztok? Ocet obsahuje nadbytek (oxoniových kationtů).
VíceČÁST 1: POTENCIOMETRICKÉ STANOVENÍ ph VE VODÁCH
ČÁST 1: Pracovní úkol 1. Stanovte ph ve vzorku pitné, povrchové, destilované a minerální (mořské) vody. 2. V závěru rovněž proveďte diskusi (komentář) k naměřeným hodnotám tří rozdílných vzorků vody. 3.
VíceVYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA FAKULTA METALURGIE A MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ STUDIJNÍ OPORA
VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA FAKULTA METALURGIE A MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ STUDIJNÍ OPORA Název opory: Výpočty rovnovážných stavů v analytické chemii Název předmětu: Numerické metody
VíceŘEŠENÍ KONTROLNÍHO TESTU ŠKOLNÍHO KOLA
Ústřední komise Chemické olympiády 49. ročník 2012/2013 ŠKOLNÍ KOLO kategorie B ŘEŠENÍ KONTROLNÍHO TESTU ŠKOLNÍHO KOLA KONTROLNÍ TEST ŠKOLNÍHO KOLA (60 BODŮ) ANORGANICKÁ CHEMIE 30 BODŮ Úloha 1 Titrační
VíceMoravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan. Chemie anorganická analytická chemie kvantitativní. Datum tvorby
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0743 Název školy Autor Tematická oblast Ročník Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan Chemie anorganická analytická chemie kvantitativní 2. ročník Datum tvorby
VíceDynamická podstata chemické rovnováhy
Dynamická podstata chemické rovnováhy Ve směsi reaktantů a produktů probíhá chemická reakce dokud není dosaženo rovnovážného stavu. Chemická rovnováha má dynamický charakter protože produkty stále vznikají
VíceKyseliny a baze. Andreas Libau (Libavius) ( ) Gerber - Jabir ibn Hayyan ( )
Kyseliny a baze Gerber - Jabir ibn Hayyan (721-815) Andreas Libau (Libavius) (1540-1616) Alchymisté tepelný rozklad zelené skalice, ledek + síra H 2 SO 4 Gerber - příprava z H 2 SO 4 a solí: HNO 3, HCl
VíceMěření ph nápojů a roztoků
Měření ph nápojů a roztoků vzorová úloha (SŠ) Jméno Třída.. Datum.. 1 Teoretický úvod Kyselý nebo zásaditý roztok? Proč je ocet považován za kyselý roztok? Ocet obsahuje nadbytek (oxoniových kationtů).
VíceACIDOBAZICKÉ - ph, disociační konstanty neutralizační titrace úprava prostředí v kvalitativní analýze úprava prostředí u kvantitativních metod
Analyticky významné rovnováhy v roztocích ACIDOBAZICKÉ - ph, disociační konstanty neutralizační titrace úprava prostředí v kvalitativní analýze úprava prostředí u kvantitativních metod kapalinová chromatografie
VíceDovednosti/Schopnosti. - orientuje se v ČL, který vychází z Evropského lékopisu;
Jednotka učení 4a: Stanovení obsahu Ibuprofenu 1. diferencování pracovního úkolu Handlungswissen Charakteristika pracovní činnosti Pracovní postup 2. HINTERFRAGEN 3. PŘIŘAZENÍ... Sachwissen Charakteristika
VíceÚvod k biochemickému. mu praktiku. Vladimíra Kvasnicová
Úvod k biochemickému mu praktiku Vladimíra Kvasnicová organizace praktik pravidla bezpečné práce v laboratoři laboratorní vybavení práce s automatickou pipetou návody: viz. aplikace Výuka automatická pipeta
VíceDOUČOVÁNÍ KVINTA CHEMIE
1. ÚVOD DO STUDIA CHEMIE 1) Co studuje chemie? 2) Rozděl chemii na tři důležité obory. DOUČOVÁNÍ KVINTA CHEMIE 2. NÁZVOSLOVÍ ANORGANICKÝCH SLOUČENIN 1) Pojmenuj: BaO, N 2 0, P 4 O 10, H 2 SO 4, HMnO 4,
VíceStanovení silných kyselin potenciometrickou titrací
Úloha č. Stanovení silných kyselin potenciometrickou titrací Princip Potenciometrické titrace jsou jednou z nejrozšířenějších elektrochemických metod kvantitativního stanovení látek. V potenciometrické
VíceN A = 6,023 10 23 mol -1
Pro vyjadřování množství látky se v chemii zavádí veličina látkové množství. Značí se n, jednotkou je 1 mol. Látkové množství je jednou ze základních veličin soustavy SI. Jeden mol je takové množství látky,
Více1. Příloha 1 Návod úlohy pro Pokročilé praktikum z biochemie I
1. Příloha 1 Návod úlohy pro Pokročilé praktikum z biochemie I Vazba bromfenolové modři na sérový albumin Princip úlohy Albumin má unikátní vlastnost vázat menší molekuly mnoha typů. Díky struktuře, tvořené
VíceZÁKLADNÍ CHEMICKÉ VÝPOČTY
ZÁKLADNÍ CHEMICKÉ VÝPOČTY Látkové množství - vyjadřování množství: jablka pivo chleba uhlí - (téměř každá míra má svojí jednotku) v chemii existuje univerzální veličina pro vyjádření množství látky LÁTKOVÉ
VíceČíslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0290. Ročník: 1.
Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Název a adresa školy: Integrovaná střední škola Cheb, Obrněné brigády 6, 350 11 Cheb Číslo projektu:
VíceKyseliny. Gerber - Jabir ibn Hayyan ( ) Chemická látka produkovaná na světě v největším množství za rok: H 2 SO 4
Kyseliny Gerber - Jabir ibn Hayyan (721-815) Andreas Libau (Libavius) (1540-1616) Gerber - příprava z H 2 SO 4 a solí: HNO 3, HCl a aqua regia, izolace kyseliny citronové, octové a vinné Libavius - příprava
VíceČÁST 1: POTENCIOMETRICKÉ STANOVENÍ ph VE VODÁCH
ČÁST 1: Pracovní úkol 1. Stanovte ph ve vzorku pitné, povrchové, destilované a minerální (mořské) vody. 2. V závěru rovněž proveďte diskusi (komentář) k naměřeným hodnotám tří rozdílných vzorků vody. 3.
Vícechemie Měření ph elektrolytů, hydrolýza solí Cíle Podrobnější rozbor cílů Zařazení do výuky Časová náročnost Zadání úlohy Návaznost experimentů
Měření ph elektrolytů, hydrolýza solí pracovní návod s metodickým komentářem pro učitele připravil M. Škavrada chemie 07 úloha číslo Cíle Cílem tohoto laboratorního cvičení je měření ph silných a slabých
VíceChemie - 5. ročník. přesahy, vazby, mezipředmětové vztahy průřezová témata. očekávané výstupy RVP. témata / učivo. očekávané výstupy ŠVP.
očekávané výstupy RVP témata / učivo Chemie - 5. ročník Žák: očekávané výstupy ŠVP přesahy, vazby, mezipředmětové vztahy průřezová témata 1.2., 2.1., 2.2., 2.4., 3.3. 1. Přeměny chemických soustav chemická
VíceChelatometrie. Stanovení tvrdosti vody
Chelatometrie Stanovení tvrdosti vody CHELATOMETRIE Cheláty (vnitřně komplexní sloučeniny; řecky chelé = klepeto) jsou komplexní sloučeniny, kde centrální ion je členem jednoho nebo více vznikajících kruhů.
VíceChemie - 1. ročník. očekávané výstupy ŠVP. Žák:
očekávané výstupy RVP témata / učivo Chemie - 1. ročník Žák: očekávané výstupy ŠVP přesahy, vazby, mezipředmětové vztahy průřezová témata 1.1., 1.2., 1.3., 7.3. 1. Chemie a její význam charakteristika
VíceSADA VY_32_INOVACE_CH2
SADA VY_32_INOVACE_CH2 Přehled anotačních tabulek k dvaceti výukovým materiálům vytvořených Ing. Zbyňkem Pyšem. Kontakt na tvůrce těchto DUM: pys@szesro.cz Výpočet empirického vzorce Název vzdělávacího
VíceANODA KATODA elektrolyt:
Ukázky z pracovních listů 1) Naznač pomocí šipek, které částice putují k anodě a které ke katodě. Co je elektrolytem? ANODA KATODA elektrolyt: Zn 2+ Cl - Zn 2+ Zn 2+ Cl - Cl - Cl - Cl - Cl - Zn 2+ Cl -
VíceMoravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan. Chemie obecná síla kyselin a zásad. Datum tvorby 11.12.2013
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0743 Název školy Autor Tematická oblast Ročník Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan Chemie obecná síla kyselin a zásad 1. ročník Datum tvorby 11.12.2013
VíceObecná a anorganická chemie. Zásady a jejich neutralizace, amoniak
Šablona č. I, sada č. 2 Vzdělávací oblast Vzdělávací obor Tematický okruh Člověk a příroda Chemie Obecná a anorganická chemie Téma Zásady a jejich neutralizace, amoniak Ročník 9. Anotace Aktivita slouží
VíceČÁST 1: POTENCIOMETRICKÉ STANOVENÍ ph VE VODÁCH
ČÁST 1: Pracovní úkol 1. Stanovte ph ve vzorku pitné, povrchové, destilované a minerální (mořské) vody. 2. V závěru rovněž proveďte diskusi (komentář) k naměřeným hodnotám tří rozdílných vzorků vody. 3.
VíceKyselost, bazicita, pka
Kyselost, bazicita, pka Kyselost, bazicita, pk a Organické reakce často kysele nebo bazicky katalyzovány pk a nám říká, jak je (není) daný atom vodíku kyselý důležité pro předpovězení, kde bude daná látka
VíceChemické veličiny, vztahy mezi nimi a chemické výpočty
SBÍRKA ŘEŠENÝCH PŘÍKLADŮ PRO PROJEKT PŘÍRODNÍ VĚDY AKTIVNĚ A INTERAKTIVNĚ CZ.1.07/1.1.24/01.0040 Chemické veličiny, vztahy mezi nimi a chemické výpočty Mgr. Jana Žůrková, 2013, 20 stran Obsah 1. Veličiny
Více