Protolytické rovnováhy
Výpočty pH v různých systémech
1
Obecné informace
Protolytické rovnováhy.2
Podmínky při výpočtu pH
̶ 1) látková bilance
̶ 2) elektroneutralita
̶ 3) iontový součin vody Kw = [H3O+] ∙ [OH-]
cHA < 5 ∙ 10-7 mol/l
1 ∙ 10-3 > cHA > 5 ∙ 10-7 mol/l
cHA > 1 ∙ 10-3; I > 1 ∙ 10-3
Protolytické rovnováhy.3
Výpočty pH silných roztoků protolytů
̶ Silné kyseliny
̶ 1. Vypočtěte pH roztoku 0,05 M-H2SO4.
̶ 2. Vypočtěte pH roztoku kyseliny chlorovodíkové koncentrace 1·10–8 mol l-1.
̶ 3. Vypočtěte pH roztoku vzniklého smícháním 100 ml roztoku HClO4 o pH = 3
a 100 ml roztoku HClO4 o pH = 5.
̶ 4. Bylo smícháno 500 ml 0,05M-HCl a 100 ml 0,1M-NaOH. Jaké je pH vzniklého
roztoku, uvažujeme-li iontovou sílu roztoku?
Protolytické rovnováhy.4
Výpočty pH silných roztoků protolytů
̶ Řešení:
̶ 1. Vypočtěte pH roztoku 0,05 M-H2SO4. (dvojsytná kyselina)
̶ cH2A = 0,05 mol/l H2SO4 2 H+ + SO4
2−
̶ [H+] = 0,1 mol/l (0,05 ∙ 2 = 0,1)
̶ γ+
−
(tab.) = 0,34
̶ pH = −log cH2A
̶ a) pH = −log [H+] = −log 0,1 = 1 ... nejméně přesná hodnota pH
̶ b) pH = −log [H+] ∙ γ+
−
(tab.) = −log (0,1 ∙ 0,34) = 1,47 ... nejpřesnější hodnota pH
Protolytické rovnováhy.5
Výpočty pH silných roztoků protolytů
̶ c) pH = −log [H+] ∙ γ+
−
−log γ+
−
= 0,509 ∙ z+ ∙ z− ∙
I
1+ I
I =
1
2
∑ci ∙ zi
2
̶ I =
1
2
(0,1 ∙ 12 + 0,05 ∙ 22) = 0,15
̶ −log γ+
−
= 0,509 ∙ 1 ∙ 2 ∙
0,15
1+ 0,15
̶ γ+
−
= 0,52
̶ pH = −log [H+] ∙ γ+
−
= −log (0,1 ∙ 0,52) = 1,28
H+
SO4
2−
Protolytické rovnováhy.6
Silné kyseliny
Řešení:
2. Vypočtěte pH roztoku kyseliny chlorovodíkové koncentrace 1·10–8 mol l-1.
c(HCl) = 1·10–8 mol/l
[H+ ] =
1 ∙ 10−8 + 10−16+ 4 ∙10−14
2
[H+ ] = 1,05 · 10–7 mol/l
pH = 6,98
Protolytické rovnováhy.7
Výpočty pH silných roztoků protolytů
̶ Silné zásady
̶ 5. Vypočtěte pH roztoku hydroxidu barnatého s obsahem 0,3 % (m/m) Ba(OH)2
(ρ = 1,000 g cm-3). Uvažujte vliv iontové síly roztoku.
̶ 6. Jaký objem 0,1M-HCl je nutno přidat k 100 ml roztoku o pH 11,00, aby výsledný roztok
měl pH 4,5?
Protolytické rovnováhy.8