Gymnázium 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. Tedy platí, že molární koncentrace iontů H 3 O +I a molární koncentrace kyseliny si jsou rovny. Při výpočtu pak dosazujeme do vztahu pro výpočet ph za koncentraci iontů H 3 O +I přímo koncentraci kyseliny. [H 3 O +I ]=[HA] Pro silné zásady platí, že molární koncentrace iontů OH -I a molární koncentrace zásady si jsou rovny. Při výpočtu pak dosazujeme do vztahu pro výpočet poh za koncentraci iontů OH -I přímo koncentraci zásady. ph pak vypočítáme ze vztahu ph=14 poh. [OH -I ]=[BOH]

Příklad 1. Jaké ph bude mít roztok, který vznikl rozpuštěním 22,4 dm 3 plynného chlorovodíku ve vodě a doplněním roztoku na objem 10 dm 3. Výpočet molární koncentrace kyseliny. n V 22,4 n 1 3 1mol c 0,1mol / dm V 22,4 V 10 m Výpočet ph ph 1 I log[h 3O ] log 0,1 ph roztoku bude 1.

Příklad 2. Z 5g čistého hydroxidu sodného byly připraveny 3dm 3 vodného roztoku. Jaké ph měl roztok? Výpočet molární koncentrace hydroxidu n m M 5 40 0,125molu c n V 0,125 3 3 0,0416mol / dm Výpočet poh a ph poh log[oh I ] log[0,0416] 1,38 ph14 poh 14 1,38 12,62 Roztok měl ph 12,62.

ph silných, vícesytných kyselin a zásad Pro silné, vícesytné kyseliny už neplatí, že se molární koncentrace oxoniových kationtů a molární koncentrace kyseliny rovnají. Musíme vycházet ze stechiometrie rovnice disociace kyseliny ve vodě. Například silná, dvojsytná kyselina sírová disociuje do dvou stupňů a z jedné molekuly se uvolní dva oxoniové kationty. H 2 SO 4 + 2H 2 O 2H 3 O +I + SO 4 -II Molární koncentrace oxoniových kationtů je dvakrát větší než molární koncentrace kyseliny. [H 3 O +I ]=2[HA] Obdobně pro silné, vícesytné zásady se nebude koncentrace hydroxidových aniontů rovnat koncentraci zásady. Ba(OH) 2 Ba +II + 2OH -I Molární koncentrace hydroxidu barnatého bude poloviční než molární koncentrace hydroxidových aniontů v roztoku. [OH -I ]=2[BOH]

Příklad 3. 0,5g 50% kyseliny sírové bylo zředěno na objem 1dm 3. Jaké bude ph takto připraveného roztoku? Výpočet koncentrace připraveného roztoku kyseliny w m m s r 0,5 m s 0,5 m s 0,25g n m M 0,25 98 0,00255molu c n V 0,00255 1 3 0,00255mol / dm Výpočet koncentrace oxoniových kationtů [H 3 O +I ]=2[HA]=2.0,00255=0,0051 mol/dm 3 Výpočet ph roztoku ph=-log[h 3 O +I ]=-log[0,0051]=2,29 ph připraveného roztoku bylo 2,29.

Výpočet koncentrace roztoku kyseliny nebo zásady ze známého ph roztoku Známe-li ph nebo poh roztoku můžeme k výpočtu koncentrace oxoniových kationtů resp. hydroxidových aniontů použít inverzní funkci k funkci logaritmické. Je to funkce 10 x. Při zadávání exponentu nesmíme zapomenout změnit znaménko. Příklad 4. Kolik cm 3 2mol/dm 3 roztoku hydroxidu draselného je třeba na přípravu 5dm 3 jeho roztoku, má-li mít ph=12,8? Výpočet poh poh=14-ph=14-12,8=1,2 Výpočet molární koncentrace hydroxidových aniontů [OH -I ]=10-1,2 =0,063 mol/dm 3 Výpočet hledaného objemu 2 molárního roztoku Protože látková množství KOH v obou roztocích se musí rovnat, můžeme psát C 1.V 1 = C 2.V 2 2.V 1 =0,063.5 V 1 =0,1575 dm 3 =157,5 cm 3 Na přípravu je třeba 157,5 cm 3.

Výpočet koncentrace slabých jednosytných kyselin a zásad Slabé kyseliny a zásady nejsou úplně disociovány. Větší část molekul zůstává nerozpadlá na ionty. Při výpočtu ph roztoků těchto látek se vychází z výrazu pro výpočet disociační konstanty. Rovnice disociace slabé kyseliny obecného vzorce HAc HAc + H 2 O H 3 O +I + Ac -I K d výraz. I I H O Ac 3 HAc Pro disociované molekuly platí, že molární koncentrace [H 3 O +I ]=[Ac -I ]. Úpravou dostáváme K d HAc I 2 H3O I H O K HAc 3 d Z výrazu vyjádříme koncentraci oxoniových kationtů. Zlogaritmováním a vynásobením -1 dostáváme důležitý vzorec pro výpočet ph slabé kyseliny ph=-1/2 log K d -1/2 log[hac]

Příklad 4. Jaké bude ph roztoku kyseliny octové, jestliže 100 cm 3 jejího 0,6 molárního roztoku bylo použito na přípravu 1200 cm 3 roztoku této kyseliny jejíž disociační konstanta je 1,75.10-5. Výpočet koncentrace roztoku kyseliny octové n 1 =n 2 c 1.V 1 = c 2.V 2 0,6.0,1=c 2.1,2 c 2 =0,05 mol/dm 3 Výpočet ph 0,05 molárního roztoku kyseliny octové ph=-1/2 log K d -1/2 log[ch 3 COOH]=2,378 + 0,65=3,03 ph 0,05 molárního roztoku kyseliny octové bude 3,03.

Příklad 5. Jaké bude ph 0,1 molárního roztoku amoniaku, jestliže je jeho disociační konstanta K b =1,77.10-5. Výpočet poh roztoku amoniaku poh=-1/2 log K b -1/2 log[nh 4 OH]=2,376 + 0,5=2,88 Výpočet ph roztoku amoniaku ph=14 poh= 14-2,88= 11,12 ph 0,1 molárního roztoku amoniaku bude 11,12.

Použitá literatura MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia. 3., přeprac. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2005, 240 s. ISBN 80-7182-055-51. ŠRÁMEK, Vratislav a Ludvík KOSINA. Obecná a anorganická chemie. 2. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2000, 262 s. ISBN 80-718-2099-7. MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie: sbírka příkladů pro studenty středních škol. Vyd. 1. Brno: Proton, 2001, 146 s. ISBN 80-902-4022-4.

Registrační číslo projektu Šablona CZ.1.07/1.5.00/34.0951 III/2 INOVACE A ZKVALITNĚNÍ VÝUKY PROSTŘEDNICTVÍM ICT Autor Název materiálu / Druh Ing. František Paseka Ověřeno ve výuce dne 28. 05. 2013 Předmět Ročník Klíčová slova Anotace 18. Výpočty ph roztoků kyselin a zásad Chemie První ph silných jednosytných kyselin a zásad, ph silných vícesytných kyselin a zásad, ph slabých kyselin a zásad. První část snímků se věnuje výpočtům ph silných jednosytných kyselin a zásad. Následují snímky s výpočtem ph silných vícesytných kyselin a zásad. Je ukázán i opačný postup výpočtu koncentrace kyseliny ze známého ph roztoku. Poslední snímky se zabývají výpočty ph slabých kyselin a zásad. Na snímcích je vždy proveden teoretický rozbor typu úlohy a potom následují příklady výpočtů. Metodický pokyn Prezentace je určena jako výklad do hodiny i jako materiál určený k samostudiu. Počet stran 13 Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.