pH solí

From WikiSkripta

Mluvíme-li o pH solí, máme na mysli pH vodných roztoků rozpustných solí. Takové soli v roztoku disociují podle rovnice

kde je sůl kyseliny a zásady která vzniká např. neutralizací podle rovnice

pH soli silné kyseliny a silné zásady[edit | edit source]

V případě soli silné kyseliny a silné zásady uvažujeme, že

  • kation — protože je silný — zůstane disociován:
  • anion — protože je silný — zůstane také disociován:

S molekulami vody tedy nebude reagovat ani jeden z iontů soli a jediným zdrojem a bude autoprotolýza vody samotná. Tedy

a při 25 °C bude pH rovno 7.

pH soli slabé kyseliny a silné zásady[edit | edit source]

V případě soli slabé kyseliny a silné zásady uvažujeme, že

  • kation — protože je silný — zůstane disociován:
  • anion — protože je slabý — bude reagovat s vodou, tedy podléhat tzv. hydrolýze, podle rovnice:
  • bude hydrolyzovat velmi málo aniontů, množství hydrolyzovaných aniontů tak bude zanedbatelné, tedy či jinak
  • jediným zdrojem je výše uvedená reakce hydrolýzy, jiné zdroje hydroxidových aniontů a oxoniových kationtů zanedbáváme, tedy množství a budou podle její rovnice stejná.

Výše uvedená reakce hydrolýzy má rovnovážnou konstantu

Koncentraci vody ve vodě budeme považovat za konstantní a zavedeme konstantu novou, tzv. hydrolytickou:

Upravíme-li (trochu nepřesný) zápis vody v chemických rovnicích, bude snáze patrné, že rovnice hydrolýzy je de facto jen opačná rovnice k disociaci:

  • disociace:
  • hydrolýza:

Je tedy přirozené, že hydrolytická konstanta a disociační konstanta spolu budou souviset:

Pro konstantu dostáváme tedy vzorec

Pokud do definice hydrolytické konstanty dosadíme za podle našich předpokladů a za dostaneme

Když si vyjádříme závislost koncentrace oxoniových kationtů na koncentraci hydroxidových aniontů z definice iontového součinu vody , získáme

Odmocníme (koncentrace jsou vždy kladné), zlogaritmujeme a vynásobíme −1:

Při 25 °C dostáváme vzorec

Výsledné pH bude zásadité. Je to způsobeno tím, že anion kyseliny ze soustavy odčerpává hydrony.

pH soli silné kyseliny a slabé zásady[edit | edit source]

V případě soli silné kyseliny a slabé zásady uvažujeme, že

  • kation — protože je slabý — bude hydrolyzovat podle reakce

  • anion — protože je silný — nebude hydrolyzovat, tedy

  • bude hydrolyzovat velmi málo kationtů, a množství hydrolyzovaných kationtů tak bude zanedbatelné, tedy , neboli
  • hydrolýza kationtů je jediným zdrojem oxoniových kationtů, jiné zdroje zanedbáváme, tedy podle rovnice hydrolýzy platí

Pro hydrolýzu zavedeme hydrolytickou konstantu jako

pro niž se dá znovu dokázat, že platí

Podle předpokladů dosadíme do hydrolytické konstanty za a za :

Odmocníme (koncentrace jsou vždy kladná čísla), zlogaritmuje a vynásobíme −1:

Při 25 °C tedy dostáváme vzorec:

Výsledné pH bude kyselé. Je to způsobeno tím, že kation zásady do systému přidává hydrony.

pH soli slabé kyseliny a slabé zásady[edit | edit source]

V případě soli slabé kyseliny a slabé zásady uvažujeme, že

  • kation bude hydrolyzovat podle rovnice

  • anion bude se vzniklými oxoniovými kationty reagovat a pak případně dále hydrolyzovat podle rovnice

  • oba ionty budou hydrolyzovat v zanedbatelném množství, tedy

  • v systému není jiný zdroj hydroxidových aniontů a oxoniových kationtů, proto
    • oxoniové kationty vzniklé hydrolýzou kationtu zásady označíme a podle chemické rovnice hydrolýzy pro ně platí
    • oxoniové kationty zaniklé hydrolýzou aniontu kyseliny označíme a podle chemické rovnice hydrolýzy pro ně platí
  • rovnovážnou koncentraci oxoniových kationtů spočítáme jako rozdíl koncentrace oxoniových kationtů vytvořených hydrolýzou kationtu zásady a koncentrace oxoniových kationtů spotřebovaných hydrolýzou aniontu kyseliny, tedy

Pro hydrolýzu kationtu máme hydrolytickou konstantu:

a pro hydrolýzu aniontu je lepší vyjádřit koncentaci oxoniových kationtů pomocí jiné konstanty popisující rovnováhu, a to disociační:

Doplněním předposledního předpokladu do posledního předpokladu dostáváme

Vyjádříme a z rovnic pro konstanty popisující rovnováhy:

Upravíme:

Vyjádříme koncentraci oxoniových kationtů:

Protože je můžeme ze jmenovatele zanedbat a aproximovat vzorec na

Doplněním podle předpokladů dostáváme

Odmocníme (jedná se o kladné konstanty), zlogaritmuje, vynásobíme −1 a dostaneme

pH soli slabé kyseliny a slabé zásady tedy (po aproximaci) nezávisí na koncentraci soli.

Při 25 °C dostáváme


Odkazy[edit | edit source]

Související články[edit | edit source]

Použitá literatura[edit | edit source]

  • BERKA, Antonín, Ladislav FETL a Ivan NĚMEC, et al. Příručka k praktiku z kvantitativní analytické chemie. 1. vydání. Bratislava : SNTL, 1985. 228 s. s. 56–66. 

Doporučená literatura[edit | edit source]