Protolytické rovnováhy
Výpočty pH v různých systémech
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.2
Příklady k řešení
̶ 1. Do nádoby se 100 litry destilované vody jsme přidali 1 μl roztoku HCl o koncentraci
1,00 mol l−1. Jak se změní pH?
Protolytické rovnováhy.3
Výpočty pH slabých roztoků protolytů
̶ Slabé kyseliny
cHA > [H3O+], tzn. [HA] ≈ cHA
̶ Slabé zásady
Protolytické rovnováhy.4
Výpočty pH slabých roztoků protolytů
̶ 1. Jaké množství kyseliny mravenčí je třeba rozpustit ve vodě, aby po doplnění na objem
500 ml vznikl roztok se stejným pH, jaké má roztok 0,1 molární kyseliny octové?
̶ 2. Na kolik procent je disociována 0,1 molární kyselina boritá a jaké je pH roztoku?
̶ 3. Jaké je pH směsi vzniklé smícháním stejných objemů 0,5 molárního roztoku chloridu
pyridinia a 0,5 M-NaOH?
̶ 4. Vypočtěte pH 0,01 molárního roztoku ethylendiaminu.
̶ 5. 0,045 M roztok kyseliny benzoové má pH 2,78. Spočtěte pKa této kyseliny.
Protolytické rovnováhy.5
Protolytické rovnováhy.6
Výpočty pH slabých roztoků protolytů
̶ 2.
pH = 1/2 (pKa − log cHA)
pH = 1/2 (9,237 − log 0,1)
pKa = 5,12
pH = − log (α ∙ cHA)
5,12 = − log (α ∙ 0,1)
10−5,12 = α ∙ 0,1
α = 7,6 ∙ 10−5 ~ 0,0076 %
Protolytické rovnováhy.7
Výpočty pH slabých roztoků protolytů
̶ 5.
pH = 1/2 (pKa − log cHA)
2,78 = 1/2 (pKa − log 0,045)
5,56 = (pKa + 1,34678)
pKa = 5, 56 − 1,34678
pKa = 4,21
Výpočty pH hydrolyzovatelných solí
Protolytické rovnováhy.8
Výpočty pH hydrolyzovatelných solí
̶ 6. Vypočtěte pH roztoku octanu barnatého 0,03 mol l-1.
Protolytické rovnováhy.9
Výpočty pH hydrolyzovatelných solí
Protolytické rovnováhy.10
Příklady k řešení
̶ 1) Objem 0,7 ml čistého anilinu (hustota 1,027 g/ml) se zředí vodou na celkový objem 25 ml.
Jaké pH bude mít roztok?
̶ 2) Objem 10 ml 3 % (m/m) kyseliny mléčné se doplní v odměrné baňce vodou na 250 ml.
Jaké pH bude mít roztok?
̶ 3) 0,500 g síranu amonného se rozpustí v malém množství vody, převede do 500 ml
odměrné baňky a doplní vodou po značku. Jaké pH bude mít roztok?
̶ 4) Vypočtěte pH roztoku vzniklého smícháním 20 ml 0,2 M NH3 a 40 ml 0,1 M HCl. Uveďte
výsledek s korekcí i bez korekce na aktivitu iontů.
̶ 5) Jaké pH bude mít výsledný roztok, jestliže se smíchá 100 ml roztoku silné kyseliny o pH 3
se 100 ml roztoku silné báze o pH 10?
Protolytické rovnováhy.11
Řešení př. 6
Vanilinu= 0,7 ml
ρanilinu= 1,027 g/ml
Vcelkový= 25 ml
pKa = 4,62
pH?
m = ρ. V = 1,027 . 0,7 = 0,1789 g
n = m/M = 0,7189/93,13 = 0,0077193 mol
c =n/Vcelk. = 0,0077193/0,025 = 0,30877 mol/l
pOH = 0,5 x (9,42- log 0,30877) = 4,97
pH = 14 - 4,97 = 9,03
Roztok bude mít pH 9,03.
Protolytické rovnováhy.12
Řešení př. 7
pKa = 3,862
M 𝐶3 𝐻6 𝑂3 = 90,08 g/mol
V = 10 ml = 10 g
Vcelkový = 250 ml → 0,25 l
100%......10 g
3%...........m
m = (3*10)/100 = 0,3 g
n = m/M = 0,3/90,08 = 3,33*10-3 mol
c = n/V = 3,33*10-3 /0,25 = 0,01332 mol/l
pH = 0,5*(pKa - log c) = 0,5*[3,862-log(0,01332)] = 2,86
Naředěná kyselina mléčná bude mít pH 2,86.
Protolytické rovnováhy.13
Řešení př. 8
M NH4 2SO4 = 132,14
g
mol
n =
0,5
132,14
= 0,003784 mol
c NH4
+
=
2 ∙ 0,003784
0,5
= 0,01513
mol
dm3
pKa NH4
+
= 9,26
pH = 0,5 ∙ [pKa − log c ] = 0,5 ∙ [9,26 − log 0,01513 ] = 𝟓, 𝟓𝟒
Výsledné pH je 5,54.
Protolytické rovnováhy.14