Vypočítajte hodnoty PK a pKb - online učenie StudyHelp

Ak vezmeme do úvahy dve rôzne kyseliny s rovnakou koncentráciou, môžu mať stále odlišné hodnoty pH. Prečo?

online

Je to tak preto, lebo niektoré kyseliny sú silnejšie ako iné, takže sa môžu ľahšie vzdať svojich protónov. Samozrejme, existuje aj premenná, ktorá nám poskytuje informácie o nej.

Je to kyslá konštanta KS alebo hodnota pKS. Kyselinová konštanta, podobne ako iónový produkt vody, je odvodená od MWG a je mierou toho, ako „rada“ kyselina vydáva protón vode.

Ak tu znova použijeme MWG, dostaneme nasledujúcu rovnovážnu konštantu:

Aj tu, rovnako ako pri iónovom produkte vody, môžeme považovať koncentráciu vody za približne konštantnú (pretože je jej k dispozícii toľko, že sa koncentrácia vody pri malom množstve kyseliny ťažko mení) a vyrovnať ju rovnovážnou konštantou:

Ak teraz použijeme záporný dekadický logaritmus na kyslú konštantu, ako pri výpočte hodnoty pH, dostaneme hodnotu pKa. Rovnakým spôsobom môžeme dať hodnotu pKB ako mieru sily základne. Hodnota je mierou toho, ako „rád“ základňa absorbuje protón z vody.

Pomocou hodnôt pKS a pKB môžeme teraz porovnávať rôzne kyseliny alebo zásady s ohľadom na ich pevnosť.

  • Čím nižšia je hodnota pKa, tým silnejšia je kyselina.
  • Čím nižšia je hodnota pKB, tým silnejšia je báza.

Najlepšie štyri kyseliny sa úplne vzdajú svojich protónov, to znamená, že prebieha úplná protolýza (môžeme tiež povedať, že kyselina úplne disociuje). Zostatok je preto na pravej strane. Čím ďalej v tabuľke klesáte, tým väčšie sú hodnoty pKa, a tým sú slabšie kyseliny. V tabuľke sú tiež uvedené zodpovedajúce páry kyselín a zásad.

Je zrejmé, že zodpovedajúca zásada je slabšia, tým silnejšia je kyselina. Platí to aj naopak: čím silnejšia je báza, tým slabšia je zodpovedajúca kyselina.

Existuje dokonca veľmi špecifický vzťah medzi hodnotou pKa kyseliny a hodnotou pKB zodpovedajúcej zásady:

Ak tu použijeme záporný dekadický logaritmus, dostaneme:

\ začať
pK_ \ text + pK_ \ text= 14
\koniec

Pokiaľ je teda známa hodnota pKa kyseliny, môžeme pomocou vzorca vypočítať hodnotu pKB zodpovedajúcej zásady.

Ak sa pozrieme na bázy v tabuľke, môžeme vidieť, že spodné štyri bázy sú veľmi silné, pretože úplne zaberajú protóny. To znamená, že všetky základné častice zaberajú protón.

Teraz si môžeme položiť otázku, prečo je také dôležité, či je kyselina alebo zásada silná alebo slabá. Toto je obzvlášť dôležité, keď chceme vypočítať pH roztoku. Aby sme to mohli urobiť, musíme byť schopní správne klasifikovať hodnoty pKS a pKB.

Pre správnu klasifikáciu sily kyselín a zásad sú pre nás relevantné nasledujúce hodnoty:
\ začať
\ začať
pK_ \ text 4,75 & slabá \ kyselina & \ quad pK_ \ text > 4,75 a slabý \ Základňa
\koniec
\koniec

Výpočet hodnoty pH kyselín a zásad rôznych síl

Silné kyseliny

Ak je hodnota pKa v kyseline nižšia ako 1,5, je to silná kyselina. Potom môžeme predpokladať, že protolýza je takmer hotová. Preto všetky častice kyseliny dávajú svoje protóny vode, pričom koncentrácia oxóniových iónov je približne rovnaká ako pôvodná koncentrácia kyseliny.

Hodnotu pH teda môžeme vypočítať nasledovne:

Slabé kyseliny

So slabými kyselinami len veľmi málo častíc kyselín dáva svoje protóny do vody. Preto sa koncentrácia kyseliny ťažko mení v dôsledku protoolýzy, t. J. C (HA) ≈ c0 (HA). Koncentrácia oxóniových iónov je rovnako veľká ako koncentrácia zodpovedajúcej bázy, pretože pre každú kyslú časticu, ktorá vydáva protón, vzniká oxóniový ión a častica zodpovedajúcej bázy, t. J. (H3O +) = c (A−). Ak dáte tieto dva vzťahy do MWG, dostanete nasledujúcu rovnicu:

Na zistenie pH potrebujeme koncentráciu oxóniových iónov, preto vyriešime rovnicu pre koncentráciu:

Hodnotu pH teda môžeme vypočítať nasledovne:

\ začať
pH = \ frac \ cdot \ left (\ text

K_ \ text - lg \ (c_0 () \ vpravo))
\koniec

Silné základy

Pri silných zásadách môžeme v zásade použiť rovnaký vzorec ako pri silných kyselinách. Upozornenie: Ak vypočítame záporný dekadický logaritmus počiatočnej koncentrácie bázy, nezískame hodnotu pH, ale hodnotu pOH, pretože pri reakcii bázy s vodou nevznikajú ióny oxónia, ale ióny hydroxidu. To ale nie je problém, pretože pomocou hodnoty pOH môžeme vypočítať hodnotu pH, menovite opäť pomocou iónového produktu vody. Pretože to má za následok nasledujúci vzťah medzi pH a pOH:
\ začať
\ text + \ text < pOH >= 14
\koniec

Hodnota pH silných zásad sa dá vypočítať takto:
\ začať
pH = 14 + \ lg \ vľavo (c_0 (>) \ vpravo)
\koniec

Slabé základy

Aj pri slabých zásadách pracuje výpočet hodnoty pH s rovnakým vzorcom ako pri slabých kyselinách, len musíme byť opatrní, aby sa najskôr vypočítala hodnota pOH. Z toho vypočítame hodnotu pH. Tu vznikne nasledujúci vzorec:

\ začať
pH = 14 - \ frac \ cdot \ left (\ text

K_ \ text - c_0 () \ vpravo)
\koniec

4.20 z 5 bodov na základe 174 odovzdaných hlasov.