Aidobaziké rovnováhy při aidobazikýh rovnováháh (proteolytikýh) - přenos vodíkového kationtu mezi ionty (molekulami) zúčastněnými v rovnováze kyselina donor protonů zásada akeptor protonů YSELINA + zásada ZÁSADA + kyselina voda amfiprotní rozpouštědlo (zásada i kyselina) disoiae (asoiae) HA + H O A - + H O + B + H O BH + + OH - A H O čím větší hodnota konstanty tím silnější kyselina (zásada) A B HA BH OH B
yseliny a zásady silné kyseliny HCl, HNO, H SO 4, HClO 4 silné zásady NaOH, OH praktiky úplně disoiované konentrae H O + (OH - ) je praktiky rovna ( Z ) slabé kyseliny CH COOH, HCOOH, H CO ) slabé zásady NH, organiké aminy..) malá disoiae v málo zředěnýh roztoíh výskyt jako molekuly silné elektrolyty (soli) vs. slabé elektrolyty
Autoprotolýza vody H O + H O H O + + OH - hydroxoniový kation, hydroxidový anion ve všeh vodnýh roztoíh : (termodynamiký) iontový součin vody w 4 a a,0 0 5 C H O OH (konentrační) zdánlivý iontový součin vody = -log a HO+ (-log [H O + ] poh = -log a OH- (-log [OH - ] w H O OH H O w OH + poh = p w = 4
Výpočet silnýh jednosytnýh kyselin (zásad) uvažujeme úplnou disoiai příslušné kyseliny (zásady) v roztoku při vyšší konentrai kyseliny - [H O + ] = při vyšší konentrai zásady - [OH - ] = Z při vyššíh konentraíh kyseliny (zásady) > ~ 0 - M nutno uvažovat i iontovou sílu roztoku při nižšíh konentraíh kyseliny (zásady) < ~ 0-6 M nutno zahrnout i autoprotolýzu vody
Disoiae slabýh kyselin a zásad HA + H O A - + H O + z bilančníh podmínek získáme: tzv. všeobenou Brönstedovu rovnii pro slabou kyselinu: po zjednodušení (zanedbání disoiae a autoprotolýzy) B + H O BH + + OH - z bilančníh podmínek získáme: tzv. všeobenou Brönstedovu rovnii pro slabou zásadu: po zanedbání OH b H HA H O OH HO a H O OH HA O a H O p a log HA B OH B OH H O OH b OH H O poh p b log B 4 p b log B
Disoiační konstanty slabýh kyselin a zásad yselina Vzore a p a boritá H BO 5,8 0-0 9, kyanovodík HCN,0 0-9 8,70 mravenčí HCOOH,77 0-4,75 otová CH COOH,75 0-5 4,76 uhličitá H CO 4,45 0-7 (4,70 0 - ) 6,5 (0,) Zásada Vzore b p b amoniak NH,76 0-5 4,75 anilin C 6 H 5 NH,90 0-0 9,40 pyridin C 5 H 5 N,70 0-9 8,80
solí (hydrolýza) sůl silné kyseliny a silné zásady (NaCl) = 7 sůl slabé jednosytné kyseliny a silné zásady (CH COONa) rozpouštění NaA Na + + A - hydrolýza ( h ) A - + H O HA + OH - A - + H O + HA + H O HA HO a A OH H O HO a OH H O OH H O a H O s s a s w 7 p a log s
solí (hydrolýza) sůl slabé zásady a silné kyseliny (NH 4 Cl) BHCl BH + + Cl - BH + + H O B + H O + BH + + OH - B + H O B OH b BH H O OH OH b H O OH H O OH b w HO s s sůl slabé zásady a slabé kyseliny (CH COONH 4 ) hydrolýze podléhá jak kation, tak anion výsledné závisí na hodnotáh disoiačníh konstant příslušné kyseliny a zásady 7 p a, pb, b s 7 a > b < 7 a < b >7 p b log s
pufru slabé kyseliny a její soli např. otová kyselina a její sodná sůl částečná disoiae kyseliny HA + H O A - + H O + úplná disoiae soli NaA Na + + A - hydrolýza aniontu A - + H O HA + OH - HA HO a A A - + H O + HA + H O bilanční podmínky: [HA] = - [A - ] = - [H O + ]+ [OH - ] [A - ] = S + [H O + ] - [OH - ] HA H O OH HO a H O OH s H O a HA s p a log HA S
pufru slabé zásady a její soli např. amoniak a hlorid amonný částečná protonizae zásady B + H O BH + + OH - úplná disoiae soli BHCl BH + + Cl - hydrolýza kationtu BH + + H O B + H O + bilanční podmínky: [B] = B [BH + ]= B -[OH - ]+[H O + ] [BH + ] = S [B] = S + [OH - ]-[HO + ] BH + + OH - B + H O B OH b BH B OH H O OH b OH H O s OH b B s 4 p b log B S
Pufry Henderson-Hasselbalhovy rovnie HA + H O A - + H O + ( a) A - + H O HA + OH - ( h) p a log HA S B + H O BH + + OH - ( b) BH + + H O B + H O + ( h) pufrační kapaita db d 4 da d p b log B S b (a)- počet molů silné jednosytné zásady (kyseliny) přidaný k l pufru nejvyšší pufrační kapaita nejúčinnější bránění změny roztoky v nihž je konentrae slabé kyseliny (zásady) a příslušné soli stejná
Typ pufru:ch COOH/CH COONa p a log HA S p a log S b b p a log HA S b b b A A 0 0 S db d,0 A 0 0 A S
Typ pufru:nh /NH 4 Cl 4 p b log b s p a log b s b b b s A A b0 0 db d,0 A 0 0 A B S
slabýh víesytnýh kyselin H A + H O H A - + H O + H A - + H O HA - + H O + HA - + H O A - + H O + [H O + ] = [H O + ] + [H O + ] + [H O + ] H A H O a, H jednotlivé disoiační konstanty se liší navzájem alespoň o řády jednotlivé disoiační konstanty se liší o menší počet řádů [H O + ] = [H O + ] + a, A HA HO H A a, H A HO HO a, H A H O H O a, H a, A HO H A A H O OH H O OH
Aidobaziké titrae Alkalimetrie - stanovují se kyseliny titraí odměrným roztokem louhu Aidimetrie - stanovují se zásady titraí odměrným roztokem silné kyseliny Odměrné roztoky: alkalimetrie NaOH, OH (Ba(OH) ) aidimetrie HCl, HClO 4, H SO 4 Použití: alkalimetrie - anorganiké a organiké kyseliny, hydrogensoli, hydrolyzujíí soli slabýh zásad a silnýh kyselin aidimetrie anorganiké a organiké zásady, hydrolyzujíí soli slabýh kyselin a silnýh zásad
Aidobaziké titrae - odměrné roztoky Standardní látky alkalimetrie kyselina šťavelová, (COOH) H O, M r 6,07 (hydrogenšťavelan draselný) (COOH) + NaOH (COONa) + H O (COOH) + CaCl Ca(COO) (s) + HCl HCl + NaOH NaCl + H O aidimetrie tetraboritan sodný, Na B 4 O 7 0 H O, M r 8,4 ( hydrogenuhličitan draselný) Na + + B 4 O 7 - + 7 H O 4 H BO + Na + + OH - HCl + NaOH NaCl + H O
Indikátory většinou slabé organiké kyseliny a zásady u nihž se liší barva jejih disoiované a nedisoiované formy k barevnému přehodu = p a ± Indikátor p a Barevný přehod, Změna zabarvení kyselá - zásaditá forma Thymolová modř,65,,8 červená žlutá Methyloranž,40, 4,4 červená žlutá Bromkresolová zeleň 4,66,8 5,4 žlutá modrá Methylčerveň 5,00 4, 6, červená žlutá Bromthymolová modř 7,0 6,0 7,6 žlutá modrá Fenolová červeň 7,8 6,8 8,4 žlutá červená Fenolftalein 9,40 8, 0,0 bezbarvá fialová
Methylčerveň 4 -(N,N-dimethylamino)azobenzen-- karboxylová kyselina
Výběr vhodného indikátoru titrae silné kyseliny silnou zásadou jakýkoli indikátor titrae slabé kyseliny silnou zásadou fenolftalein titrae slabé zásady silnou kyselinou methyloranž, methylčerveň
Indikátory Č. Stupnie barev fenolové červeně při konentrai 04% a (z leva): 6.99, 7., 7.4, 7.6, 7.9 Stupnie o stejném při příliš vysoké konentrai fenolové červeně %
Aidobaziké titrae TITRACE 0 ml 0,0 M CH COOH 0,0 M NaOH 4 0 p = 4,75 otová kyselina.0 0.8 0. = [CH COOH] + [CH COO - ] CH COO - (CH COOH) = [CH COOH] / (CH COO - ) = [CH COO - ] / CH COOH 8 6 0 5 0 5 0 V(0, M NaOH) [ml].0 4 0.8 CH COO - 0 0 5 0 5 0 V(0, M NaOH) [ml] p a log HA p a log HA S 0. CH COOH 0 4 5 6 7 8 9 0 4 7 p a log s
amoniak 4 TITRACE 0 ml 0,0 M NH 0,0 M HCl.0 = [NH ] + [NH 4 + ] 0 pb = 4,74 (pa = 9,6) 0.8 NH 4 + (NH ) = [NH ] / (NH + 4 ) = [NH + 4 ] / 8 0. NH 6 4 0 5 0 5 0 V(0, M HCl) [ml].0 0.8 NH 4 + NH 0 0 5 0 5 0 V(0, M HCl) [ml] 0. 7 p b log s 4 4 p b log B p b log B S 0 4 5 6 7 8 9 0 4
TITRACE 0 ml 0,0 M H SO 0,0 M NaOH 4 p =,76 p = 7,0 0 8 6 4 Aidobaziké titrae.0 0.8 0. = [H SO ] + [HSO - ] + [SO - ].0 - HSO (H SO ) = [H SO ] / (HSO - ) = [HSO - ] / (SO - ) = [SO - ] / - H SO HSO - SO 0.8 0. kyselina siřičitá HSO - SO - H SO HSO - 0 0 5 0 5 0 5 0 V(0, M NaOH) [ml] TITRACE 0 ml 0,0 M H CO 0,0 M NaOH 4 p = 6,5 p = 0,5 0 0 5 0 5 0 5 0 V(0, M NaOH) [ml].0 0.8 = [H CO ] + [HCO - ] + [CO - ] H CO CO - 0 4 5 6 7 8 9 0 4.0 0.8 kyselina uhličitá H CO HCO - CO - 8 6 4 (H CO ) = [H CO ] / (HCO - ) = [HCO - ] / (CO - ) = [CO - ] / 0 0 5 0 5 0 5 0 V(0, M NaOH) [ml] TITRACE 0 ml 0,0 M (COOH) 0,0 M NaOH 4 p =,5 p = 4,8 0 8 6 4 0 0 5 0 5 0 5 0 V(0, M NaOH) [ml] 0. HCO - HCO - 0 5 0 5 0 5 0 V(0, M NaOH) [ml].0 0.8 0. = [C O 4 H ] + [C O 4 H - ] + [C O 4 - ] C O 4 H C O 4 H - C O 4 - (C O 4 H ) = [C O 4 H ] / (C O 4 H - ) = [C O 4 H - ] / (C O 4 - ) = [C O 4 - ] / C O 4 H - 0 5 0 5 0 5 0 V(0, M NaOH) [ml] 0. 0 4 5 6 7 8 9 0 4.0 0.8 0. kyselina šťavelová C O 4 H C O 4 - C O 4 H - 0 4 5 6 7 8 9 0 4
Aidobaziké titrae kyselina fosforečná TITRACE 0 ml 0,0 M H 4 PO 4 0,0 M NaOH p =, p = 7, p =, 0 8.0 0.8 = [H PO 4 ] + [H PO 4 - ] + [HPO 4 - ] + [PO 4 - ] H PO 4 - - - HPO 4 HPO 4.0 0.8 H PO 4 - HPO 4-6 4 0 0 5 0 5 0 5 0 5 40 V(0, M NaOH) [ml] 0. H PO 4 H PO 4 - PO 4-0 5 0 5 0 5 0 5 40 V(0, M NaOH) [ml] H 0. PO 4 - PO 4 0 4 5 6 7 8 9 0 4 kyselina ethylendiamintetraotová TITRACE 0 ml 0,0 M EDTA 0,0 M NaOH 4 p =,99 p =,67 p = 6,6 0 p4 = 0,6 8.0 0.8 = [H 4 Y] + [H Y - ] + [H Y - ] + [HY - ] + [Y 4- ] H Y - H 4 Y H Y - HY - Y 4-.0 0.8 H 4 Y H Y - HY - Y 4-6 4 0. 0. H Y - 0 0 5 0 5 0 5 0 5 40 45 50 V(0, M NaOH) [ml] 0 5 0 5 0 5 0 5 40 45 50 V(0, M NaOH) [ml] 0 4 5 6 7 8 9 0 4
Stanovení dusíku destilačně podle jeldahla mineralizae vzorku dusík dává síran amonný amoniak destilae s vodní parou do HCl titrae nezreagované HCl roztokem NaOH Provedení: mineralizae: vzorek + H SO 4 + H O nebo HClO 4 zahřátí na pískové lázni nebo elektriké plotně H SO 4 mineralizuje bílkoviny (vzorek černá vyloučeným uhlíkem z organikýh látek) oxidační činidla uhlík převádějí na CO odbarvení mineralizační směsi indikuje kone mineralizae veškerý dusík převeden na (NH 4 ) SO 4 + NaOH uvolnění NH obsah dusíku v bílkovináh, v krevním séru přítomny dusíkaté látky i nebílkovinné povahy elkový dusík vysrážení bílkovin kys. trihlorotovou stanovení dusíku v supernatanu - nebílkovinný dusík
Instrumentae