Disociace kyselin a zásad
Disociace kyselin a zásad
Disociace kyseliny ve vodě, disociační konstanta kyseliny
- disociace kyseliny ve vodě
je protolytická reakce kyseliny a vody za vzniku iontů
- protolytická = výměna protonů mezi kyselinou a zásadou
- reakce je rychlá
a zvratná, vede k ustanovení disociační rovnováhy
HA + H2O ↔ A- + H3O+
Rovnovážná konstanta:
- není-li roztok
příliš koncentrovaný, je voda v roztoku v nadbytku
- její koncentraci tedy můžeme považovat za konstantní a převést na levou stranu
rovnice:
KA … disociační konstanta kyselin
- je závislá na teplotě
- charakterizuje sílu kyseliny
- je
úměrná koncentraci H3O+ iontů
- čím je KA větší, tím je kyselina kyselejší
Hodnoty disociační konstanty jsou kritériem pro
dělení kyselin na:
- silné (KA > 10-2 ; pKA ≥ 2)
- úplně disociované – rovnováha je posunuta
doprava
- v roztocích jsou disociované ionty
- např.: HClO4, HCl, H2SO4, HNO3, HI, HBr
- středně silné (KA =
10-2 – 10-4 ; pKA = 2 - 4)
- disociovaná jen částečně – v roztoku jsou jak disociované, tak nedisociované molekuly
-
např.: HF, H3PO4, HNO2
- slabé (KA < 10-4 ; pKA ≤ 4)
- v roztoku jsou nedisociované molekuly, disociují
jen velmi málo
- rovnováha je posunuta doleva
- např.: H2CO3, H2S, HCN, HOCl, H3BO3
Vícesytné kyseliny
- disociace
probíhá jako postupné odštěpování protonů z molekul
- o rovnovážných koncentracích rozhoduje disociace do 1. stupně
Odvození
vztahů pro výpočet pH silné a slabé kyseliny
1. silná kyselina
- vychází z toho, že kyselina je úplně disociovaná a celková
koncentrace kyseliny je:
HA + H2O ↔ A- + H3O+
[HA]0 = [A-]r
[A-]r = [H3O+]r => [HA]0 = [H3O+]r
pH = - log [H3O+] = - log
[HA]0
2. slabá kyselina
- disociace je zcela zanedbatelná, v roztoku jsou převážně nedisociované molekuly a proto
platí:
HA + H2O ↔ A- + H3O+
[A-]r = [H3O+]r << [HA]r
[HA]r = [HA]0
Disociace zásady ve vodě, disociační
konstanta zásady
B + H2O ↔ BH+ + OH-
- disociační konstanta se dá vyjádřit stejným způsobem jako u kyselin:
KB … disociační konstanta zásad
- závisí na teplotě
- charakterizuje sílu zásady
- čím je KB větší, tím je látka
silnější zásadou
Částicí HB+ může být podle typu zásady kation zásady, neutrální molekula nebo anion
Hodnota disociační
konstanty slouží jako kritérium pro rozdělování zásad na:
1. silné (KB > 10-2 ; pKB ≤ 2)
- úplně disociované
-
v roztocích jsou jen disociované ionty
- např.: hydroxidy, sulfidy, oxidy a hydridy alkalických kovů a kovů alkalických zemin
- středně silné (KB = 10-2 – 10-4 ; pKB = 2 - 4)
- disociovaná jen částečně – v roztoku jsou jak disociované,
tak nedisociované molekuly
- např.: fosforečnany a uhličitany alkalických kovů a kovů alkalických zemin
- slabé (KB
< 10-4 ; pKB ≥ 4)
- v roztoku jsou nedisociované molekuly, disociují jen velmi málo
- rovnováha je posunuta
doleva
- např.: fosforečnany, siřičitany, hydrogenuhličitany, hydrogensulfidy, NH3
Odvození vztahů pro výpočet pH silné a slabé
zásady
1. silná zásada
- silné zásady jsou prakticky úplně disociovány v roztoku
- při výpočtu pH musíme využít
vztah:
B + H2O ↔ BH+ + OH-
pOH = - log [OH-]
[BH+]r = [OH-]r = [B]0 => pOH = - log [B]0
KV = [H3O+]r.[OH-]r
pKV =
pH + pOH = pKV – (- log [B]0) = pKV + log [B]0
pH = pKV – pOH = 14 – pOH
2. slabá kyselina
- disociace je zcela
zanedbatelná, v roztoku jsou převážně nedisociované molekuly a proto platí:
B + H2O ↔ BH+ + OH-
Význam tlumivých
roztoků
- tlumí svou přítomností v roztocích změny pH při přídavcích kyseliny nebo zásady (tzn. snaží se udržet stálé pH)
- mají omezené účinky omezené kapacitou pufru a dělí se podle složení:
- kyselé pufry – tvoří je slabá
kyselina a její sůl se silnou zásadou
- např.: CH3COOH + CH3COONa
- zásadité pufry – tvoří je slabá
kyselina a její sůl se silnou kyselinou
- např.: NH4OH + NH4Cl
Zones.sk – Zóny pre každého študenta