Obsah
pH a pKa sú dôležité parametre riešenia v mnohých oblastiach chémie vrátane výpočtov zahŕňajúcich acidobázické rovnováhy. pH je univerzálna miera kyslosti, definovaná ako negatívny logaritmus „bázickej koncentrácie vodíka“ roztoku na báze 10 a je vyjadrená ako: pH = -log. Zátvorky označujú koncentráciu a znamienko „+“ označuje náboj vodíkového iónu. pKa je negatívny logaritmus „bázy disociácie“ slabej kyseliny, vztiahnutý na bázu 10. Napríklad sa uvádza disociácia slabej kyseliny „HA“: Ka = /, kde A- je „konjugovaná báza“ kyseliny. Preto pKa = -log Ka. Každá slabá kyselina má jedinečnú hodnotu pKa. Použite Henderson-Hasselbalchovu rovnicu na výpočet pH tlmivého roztoku, ktorý je roztokom slabej kyseliny a jej konjugovanej bázy, keď je známa pKa kyseliny. Táto rovnica je vyjadrená: pH = pKa + log (/).
Predpokladajme, že máte tlmivý roztok, ktorý bol pripravený pridaním 25,0 ml 0,1 M roztoku hydroxidu sodného (NaOH) k 75,0 ml 0,1 M roztoku kyseliny octovej (CH3COOH), kde „M“ označuje molárnu koncentráciu. Všimnite si, že kyselina octová reaguje s NaOH za vzniku konjugovanej bázy, CH3C00H-, nasledovne: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. Na výpočet pH je potrebné po reakcii vypočítať množstvo kyslej a konjugovanej bázy v tlmivom roztoku.
Vypočítajte počiatočné móly zásady a kyseliny v tlmivom roztoku. Napríklad móly NaOH = 25,0 ml x 0,1 mol / liter x 1 liter / 1 000 ml = 0,0025 mol; móly CH3COOH = 75,0 ml x 0,10 mol / liter x 1 liter / 1 000 ml = 0,0075 mol.
Všimnite si, že po zmiešaní roztokov CH3COOH spotrebuje OH- (hydroxylové) ióny spojené s NaOH, takže zostane 0,0050 mólov CH3COOH (kyselina), 0,0025 mólov CH3COO- (báza) a 0 mólov OH- ,
Nahraďte pKa kyseliny (4,74 pre kyselinu octovú) a koncentrácie kyseliny a bázy do Hendersonovej-Hasselbalchovej rovnice na výpočet pH tlmivého roztoku. Napríklad pH = 4,74 + log (0,0025 / 0,005) = 4,74 + log 0,5 = 4,44.