Pokud chcete být úspěšní v chemii, musíte rozumět kyselinám a zásadám. Měli byste nejen porozumět, co tyto sloučeniny jsou a jak se chovají v roztoku, ale také byste měli být schopni provádět jednoduché výpočty pH a pochopení, proč chování silných kyselin zjednodušuje výpočty zahrnující tyto látky.
Nejprve byste měli vědět, že v chemii koncentrace se často vyjadřuje v molech na jednotku objemu, obvykle v litrech (mol / l), spíše než v jednotkách hmotnosti na litr. Počet gramů na 1 mol látky lze určit z molárních hmotností nebo molekulových hmotností jejích atomů, které jsou k dispozici v periodické tabulce prvků.
- Množství mol / L se obvykle píše jako jediný symbol M.
Co jsou kyseliny a zásady?
Kyselina je sloučenina, která daruje proton ve vodném roztoku. Tento proton je někdy v rovnicích reprezentován jako samostatný proton (H+) nebo jako hydroniový ion (proton plus voda: H3Ó+). Druhá složka rozpuštěné kyseliny se nazývá konjugovaná báze. Obecný vzorec pro disociaci kyseliny je HA → H+ + A–, kde– je konjugovaná báze.
Báze naopak slouží jako dvojník kyselin: Snadno přijímají protony, což se rovná darování iontů hydroxidu (OH–) ve vodném roztoku. Zbytek disociované základny se nazývá konjugovaná kyselina, a je často kationtem kovu, jako je Na+.
Co je pH v chemii?
PH neboli „síla vodíku“ je hodnota obecně (ale nikoli matematicky) omezená na numerické rozmezí od 0 do 14,0. Roztoky, které jsou kyselé, mají nízké pH, neutrální roztoky (například čistá voda) mají pH 7 a zásadité roztoky mají vyšší pH hodnoty.
Matematicky je pH pouze záporem logaritmu k základně 10 koncentrace H+ (nebo H3Ó+) ionty: pH = –log10[H +]. Pokud máte kalkulačku a dáváte pozor na své schopnosti 10, jsou tyto výpočty jednoduché.
Síla kyselin a zásad
Silná kyselina je taková, která se snadno vzdá svých protonů, a to i v případě, že okolní pH je nízké, což znamená, že kolem nich již koluje spousta protonů. Slabé kyseliny se tak snadno nevzdávají svých protonů a ve významném rozsahu se disociují pouze tehdy, když je pH blíže neutrálnímu. Podobně silné zásady se snadno vzdávají hydroxidových iontů i v roztocích s vysokým pH.
Silným kyselinám a zásadám lze přiřadit hodnotu: pKA, nebo kyselá disociační konstanta, hodnota pH, při které polovina kyseliny darovala své protony, zatímco druhá polovina zůstává v konjugovaném stavu. (Báze ano, uhádli jste, pKb Silnější kyseliny mají tedy nižší pKA hodnoty.
Výpočet pH kyseliny chlorovodíkové
Kyselina chlorovodíková nebo HCl je známá a běžná silná kyselina. Použití kyseliny chlorovodíkové zahrnuje skladování vysoké školy a středoškolské chemické laboratoře po celém světě, stejně jako řadu průmyslových a výrobních aplikací.
Příklad: Vypočítejte pH 0,100 M roztoku HC1.
Protože HCl je silná kyselina, zcela ionizuje a pH HCl v roztoku lze zjistit z koncentrace (molarity) iontů H +, podle definice rovné 0,100 M. (Konjugovaná báze kyseliny, kterou je chloridový iont Cl–, měl by také koncentraci 0,100 M.)
Hodnota pH je tedy –log (0,100) = 1.000.
Je zřejmé, že vyšší hodnoty molarity přinesou nižší hodnoty pH a naopak pro HCl (nebo jakoukoli kyselinu).
Online pH kalkulačka pro silné kyseliny
Pokud nemáte chuť vytáhnout kalkulačku a chcete se dozvědět o chemickém chování několika dalších silných kyselin, podívejte se na stránku Zdroje.