Iontový součin vody

Autoprotolýza vody

H₂O + H₂O⇆OH ⁻ + H₃O ⁺
K₁Z₂Z₁K₂
autoprotolýza – reakce dvou stejných částic za vzniku nové kyseliny a nové zásady

Iontový součin vody

označujeme K_V
1. K_V = [H₃O ⁺ ]_r×[OH ⁻ ]_r
2. K_V = 1, 00×10 ^{− 14}mol²  /  l² (při 25ºC)
1. iontový součin vody je roven součinu oxoniových kationtů H₃O ⁺ a hydroxidových aniontů OH ⁻ .
2. ve všech roztocích je iontový součin vody roven 10 ^{− 14}, mění se pouze s teplotou
Př.:

Víme, že
[H₃O ⁺ ]_r = 10 ^{− 2}mol/l
Jaká je koncentrace OH ⁻ ?
[H₃O ⁺ ]_r×[OH ⁻ ]_r = 10 ^{− 14}
10 ^{− 2}×[OH ⁻ ]_r = 10 ^{− 14}
[OH ⁻ ]_r = 10 ^{− 12}

Kyselé, zásadité a neutrální roztoky

[H₃O ⁺ ] = [OH ⁻ ]_r: neutrální ☉([H₃O ⁺ ]_r = 10 ^{− 7} mol/l)
[H₃O ⁺ ] > [OH ⁻ ]_r: kyselý ☉([H₃O ⁺ ]_r > 10 ^{− 7} mol/l)
[H₃O ⁺ ] < [OH ⁻ ]_r: zásaditý ☉([H₃O ⁺ ]_r < 10 ^{− 7} mol/l)
(víme, že [H₃O ⁺ ]_r×[OH ⁻ ]_r = 10 ^{− 14}, takže pokud např. [H₃O+] > [OH ⁻ ], pak i [H₃O ⁺ ] > 10 ^{− 7})

Vodíkový exponent pH

Poznámka: logaritmus – jistá matematická funkce, značí se log
log ₁₀x – dekadický logaritmus z x, často se značí jen log x, pro naše účely stačí vědět, že log 10^x = x, takže např.:
log 10³ = 3
log 10 ^{− 2} = −2
Definice: pH = − log[H₃O ⁺ ‘]_b (r/n)
pH je rovno záporné hodnotě dekadického logaritmu koncentrace oxoniových kationtů
„lidštější” opis: Vezmu koncentraci oxoniových kationtů v látce (např. 10 ^{− 12}), vezmu v ní exponent (−12) a obrátím znaménko (12). To, co jsem získal, je pH.

Stupnice pH

pH = 0: silně kyselý, pH = 2: slabě kyselý, pH = 0: neutrální, pH = 12 slabě zásaditý, pH = 14 silně zásaditý ☉

Acidobazické indikátory

Výpočet pH ☉silných kyselin a silných zásad

Pravidlo: silné kyseliny a zásady disociují v roztoku úplně (100%)

☉HNO₃, c = 0, 1 mol/l
pH =?
HNO₃ → H ⁺ + NO ⁻ ₃
[H₃O ⁺ ]_r = 10 ^{− 1} mol/l
pH = 1

☉H₂SO₄; c = 0.005 mol/l
pH =?
H₂SO₄ → 2H ⁺ + SO₄²−
H₂SO₄ (koncentrace 0, 005) +2H₂O → 2H₃O ⁺ (koncentrace 0, 01) +SO₄²−
[H₃O ⁺ ]_r = 10 ^{− 2} mol/l
pH = 2

☉NaOH; c = 0, 01 mol/l pH =?
NaOH(0, 01) → Na ⁺ + OH ⁻
[OH ⁻ ]_r = 10 ^{− 2} mol/l
Víme, že [OH ⁻ ]_r×[H₃O ⁺ ]_r = 10 ^{− 14}, proto [H₃O ⁺ ]_r = 10 ^{− 12}
pH =12

Pozn
pH = −log[H₃O ⁺ ]
pOH = −log[OH ⁻ ]
takže pH + POH = 14