Ak sa chcete stať úspešným v chémii, musíte rozumieť kyselinám a zásadám. Mali by ste nielen pochopiť, čo sú tieto zlúčeniny a ako sa správajú v roztoku, ale tiež byť schopní účinkovať jednoduché výpočty pH a pochopenie toho, prečo správanie silných kyselín zjednodušuje výpočty týkajúce sa týchto látok.
Najprv by ste mali vedieť, že v chémii koncentrácia sa často vyjadruje v móloch na jednotku objemu, zvyčajne v litroch (mol / L), a nie v hmotnostných jednotkách na liter. Počet gramov v 1 móle látky možno určiť z molárnych hmotností alebo molekulových hmotností jej základných atómov, ktoré sú k dispozícii v periodickej tabuľke prvkov.
- Množstvo mol / L sa zvyčajne píše ako jeden symbol M.
Čo sú kyseliny a zásady?
Kyselina je zlúčenina, ktorá poskytuje protón vo vodnom roztoku. Tento protón je niekedy predstavovaný v rovniciach ako samostatný protón (H.+) alebo ako hydróniový ión (protón plus voda: H3O+). Ďalšia zložka rozpustenej kyseliny sa nazýva konjugovaná zásada. Všeobecný vzorec pre disociáciu kyseliny je HA → H+ + A–, kde– je konjugovaná báza.
Bázy naopak slúžia ako dvojité zložky kyselín: Ľahko prijímajú protóny, čo sa rovná poskytovaniu hydroxidových iónov (OH–) vo vodnom roztoku. Pozostatok disociovanej bázy sa nazýva konjugovaná kyselina, a je to často katión kovu, napríklad Na+.
Čo je pH v chémii?
PH alebo „sila vodíka“ je hodnota, ktorá je všeobecne (ale nie matematicky) obmedzená na číselný rozsah od 0 do 14,0. Roztoky, ktoré sú kyslé, majú nízke pH, neutrálne roztoky (napríklad čistá voda) majú pH 7 a zásadité roztoky majú vyššie pH. hodnoty.
Matematicky je pH iba záporom logaritmu k báze 10 koncentrácie H+ (alebo H3O+) ióny: pH = –log10[H +]. Pokiaľ máte kalkulačku a dávate pozor na svoje sily 10, sú tieto výpočty jednoduché.
Pevnosť kyselín a zásad
Silná kyselina je taká, ktorá sa ľahko vzdá svojich protónov, a robí to aj vtedy, keď je okolité pH nízke, čo znamená, že okolo nich už pláva veľa protónov. Slabé kyseliny sa len tak ľahko nevzdávajú svojich protónov a v významnej miere sa disociujú, až keď je pH blízke neutrálnemu. Silné zásady sa podobne ľahko vzdávajú hydroxidových iónov aj v roztokoch s vysokým pH.
Intenzite kyselín a zásad možno priradiť hodnotu: pKa, alebo konštanta disociácie kyseliny, hodnota pH, pri ktorej polovica kyseliny poskytla svoje protóny, zatiaľ čo druhá polovica zostáva v konjugovanom stave. (Bázy ste uhádli, pKb hodnoty.) Silnejšie kyseliny majú teda nižšie pKa hodnoty.
Výpočet pH kyseliny chlorovodíkovej
Kyselina chlorovodíková alebo HCl je dobre známa a bežne používaná silná kyselina. Medzi použitia kyseliny chlorovodíkovej patrí skladovanie na vysokej škole a stredoškolské chemické laboratóriá po celom svete, ako aj množstvo priemyselných a výrobných aplikácií.
Príklad: Vypočítajte pH 0,100 M roztoku HCl.
Pretože HCl je silná kyselina, úplne ionizuje a pH HCl v roztoku možno zistiť z koncentrácie (molarity) iónov H +, čo sa samozrejme rovná 0,100 M. (Konjugovaná zásada kyseliny, ktorou je chloridový ión Cl–, by tiež mal koncentráciu 0,100 M.)
PH je teda –logové (0,100) = 1.000.
Je zrejmé, že vyššie hodnoty molarity prinesú nižšie hodnoty pH a naopak pre HCl (alebo akúkoľvek kyselinu).
Online kalkulačka pH pre silné kyseliny
Ak nemáte chuť vytiahnuť kalkulačku a chcete sa dozvedieť o chemickom správaní niekoľkých ďalších silných kyselín, navštívte stránku Zdroje.