130 likes | 540 Views
Disociace vody a koncept pH. autoprotolýza vody - iontový součin vody [ H 3 O + ] [ OH - ] = 1.10 -14 při 25 ° C pH + pOH = 14 pH = -log [ H 3 O + ] kyselý roztok: [ H 3 O + ] > [ OH - ] pH < 7 neutrální roztok: [ H 3 O + ] = [ OH - ] pH = 7
E N D
Disociace vody a koncept pH • autoprotolýza vody - iontový součin vody [H3O+][OH-] = 1.10-14 při 25 °C pH + pOH = 14 • pH = -log[H3O+] • kyselý roztok: [H3O+]>[OH-] pH < 7 • neutrální roztok: [H3O+]=[OH-] pH = 7 • zásaditý roztok: [H3O+]<[OH-] pH > 7 pH silných kyselin a zásad • silné kyseliny: HCl, H2SO4, HNO3, HClO4 • silné zásady: NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2
Vypočti pH a koncentraci H3O+ a OH- pro roztok: • 0,0001M HCl • 1mM KOH Vypočti pH těchto roztoků: • 0,0003 M HNO3 • 0,5mM NaOH • 0,01M H2SO4 • 0,05M Ba(OH)2 • 0,04 % NaOH • Roztok HNO3 má pH 4. Vypočti molární koncentraci HNO3. • Roztok KOH má pH 12,5. Vypočti molární koncentraci KOH. • 1 mL 0,01 M HCl smícháte s 99 mL destilované vody. Jaké bude pH tohoto roztoku? • 1 mL 0,1 M NaOH smícháte s 999 mL destilované vody. Jaké bude pH tohoto roztoku?
S výsledky: Vypočti pH a koncentraci H3O+ a OH- pro roztok: • 0,0001M HCl – pH 4, [H3O+] = 1.10-4M, [OH-] = 1.10-10M • 1mM KOH - pH 11, [H3O+] = 1.10-11M, [OH-] = 1.10-3M Vypočti pH těchto roztoků: • 0,0003 M HNO3 (3,5) • 0,5mM NaOH (10,7) • 0,01M H2SO4 (1,7) • 0,05M Ba(OH)2 (13) • 0,04 % NaOH (12) • Roztok HNO3 má pH 4. Vypočti molární koncentraci HNO3. (1.10-4M) • Roztok KOH má pH 12,5. Vypočti molární koncentraci KOH. (0,03M) • 1 mL 0,01 M HCl smícháte s 99 mL destilované vody. Jaké bude pH tohoto roztoku? (pH 4) • 1 mL 0,1 M NaOH smícháte s 999 mL destilované vody. Jaké bude pH tohoto roztoku? (pH 10)
Síla kyselin a disociační konstanta • slabé kyseliny (KA<10-2) – H2CO3, H2S, H3PO4, karboxylové kyseliny • elektrolytická disociace kyseliny HA + H2O ↔ H3O+ + A- • disociační konstanta kyselin KA pH roztoku slabé kyseliny • pH = ½ pKA - ½ log [HA] Vypočti pH těchto roztoků: • 0,01M kyseliny octové, KA= 1,75 ·10-5. (pH 3,38) • Vypočti hodnotu KA kyseliny mléčné, když její 0,1M roztok má pH 2,4. (KA 1,58.10-4) • Jak se změní pH roztoku silné a slabé kyseliny, když ho 10x zředíme? (silná kyselina – zvýší se o 1, slabá – zvýší se o 0,5)
Síla kyselin síla konjugované báze síla kyseliny
Zásady - báze slabé báze: NH4OH, pyridin, anilin, purin disociační konstanta bazí KB B + H2O ↔ BH+ + OH- • Vypočti pH 0,1 M roztoku amoniaku (pKB= 4,75).
Pufry roztoky tlumící výkyvy pH směs slabé kyseliny a její konjugované soli: 1. kyselina neutralizuje přídavek zásady CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O 2. sůl neutralizuje přídavek kyseliny CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl Hendersonova-Haselbachova rovnice
Výpočty pH pufrů • Jaké je pH roztoku vzniklého smícháním (pKA=4,75) • 200mL 0,1M kyseliny octové se 100mL 0,1M octanu sodného • 100mL 0,1M kyseliny octové se 100mL 0,1M octanu sodného • 100mL 0,1M kyseliny octové se 200mL 0,1M octanu sodného • Kolik mL 0,2M amoniaku je třeba přidat k 20mL 0,05M chloridu amonného, aby pH roztoku bylo 10. KB=1,76·10-5 • Jaké bude pH roztoku vzniklého smícháním 10 mL 20 mM roztoku kyseliny octové • 10 mL vody • 10 mL 10 mM NaOH • V jakém poměru je nutné smíchat roztok 0,1 M hydrogenfosforečnanu sodného a roztok 0,1 M dihydrogenfosforečnanu sodného, abychom získali pufr o pH 7,5? pKA(H2PO4-/HPO42-) = 7,2
Výsledky: • Jaké je pH roztoku vzniklého smícháním (pKA=4,75) • 200mL 0,1M kyseliny octové se 100mL 0,1M octanu sodného (4,45) • 100mL 0,1M kyseliny octové se 100mL 0,1M octanu sodného (4,75) • 100mL 0,1M kyseliny octové se 200mL 0,1M octanu sodného (5,05) • Kolik mL 0,2M amoniaku je třeba přidat k 20mL 0,05M chloridu amonného, aby pH roztoku bylo 10. KB=1,76·10-5 (28 mL) • Jaké bude pH roztoku vzniklého smícháním 10 mL 20 mM roztoku kyseliny octové • 10 mL vody (3,38) • 10 mL 10 mM NaOH (4,75) • V jakém poměru je nutné smíchat roztok 0,1 M hydrogenfosforečnanu sodného a roztok 0,1 M dihydrogenfosforečnanu sodného, abychom získali pufr o pH 7,5? pKA = 7,2(2:1)
Závislost pH acetátového pufru na složení pufrační kapacita b = Δn/ ΔpH pH = 4,75 + log [Ac-]/ [HAc] % [Ac-] [HAc] [Ac-] pH [HAc]
Fyziologické pufry fosfátový pufr • H2PO4- + H2O ↔ HPO4-2 + H3O+ pK = 7,2 • pufruje – intracelulárně, moč, z 1% plasma • anorganický fosfát, AMP, ADP, ATP bikarbonátový pufr • H2CO3 + H2O ↔ HCO3- + H3O+ • pufrace krevní plasmy proteiny • postranní řetězce aminokyselin – His, Lys, Arg, Glu, Asp • nejvýznamnější hemoglobin 30% pufrační kapacity krve, ostatní bílkoviny jen 6%
Pufrační systémy [Ac-] [HPO4-] [NH3] [HAc] [H2PO4-] [NH4+] pH