- pro počítání se zápornými exponenty byl zaveden vodíkový exponent $pH$
- je definován jako záporný dekadický logaritmus číselné hodnoty látkové koncentrace oxoniových iontů
- $pH=-\log{[H_{3}O^{+}]}$
- podobně lze vyjádřit koncentraci hydroxidových aniontů $pOH$
- $pOH=-\log{[OH^{-}]}$
- po matematické uprávě vztahu pro výpočet iontového součinu vody* dostaneme rovnici $pH+pOH=14$
- podle hodnoty $pH$ rozdělujeme na:
- silně zásadité - $pH>11$
- slabě zásadité - $pH>7$
- neutrální - $pH=7$
- slabě kyselé - $pH>2$
- silně kyselé - $pH\geq{0}$
Výpočet pH roztoků silných kyselin a zásad
- předpokládáme, že silné kyseliny a zásady disociují uplně -> koncentraci $H_{3}O^{+}$ lze určit přímo z koncentrace kyseliny nebo zásady
- např.:
- Jaké pH má vodný roztok $HCl$ o látkové koncentraci $0.1\ mol\cdot{dm^{-3}}$
- $Cl+H_{2}O\leftrightharpoons{H_{3}O^{+}+Cl^{-}}$
- $[H_{3}O^{+}]=[HCl]=10^{-1}\ mol\cdot{dm^{-3}}$
- $pH=-\log{10^{-1}}=\textbf{1}$
- Jaké pH má vodný roztok $NaOH$ o látkové koncentraci $0.01\ mol\cdot{dm^{-3}}$
- $NaOH\leftrightharpoons{Na^{+}+OH^{-}}$
- $[OH^{-}]=[NaOH]=10^{-2}\ mol\cdot{dm^{-3}}$
- $pOH=-\log{10^{-2}}=2\ pH=14-pOH=\textbf{12}$
- Jaké pH má vodný roztok $HCl$ o látkové koncentraci $0.1\ mol\cdot{dm^{-3}}$
- ředíme-li roztok kyseliny $pH$ roste
- zředíme-li roztok silné kyseliny 10×, $pH$ výsledného roztoku se zvýší o 1, pokud 100× $pH$ se zvýší o 2 apod.
- ředíme-li roztok zásady $pH$ klesá
Výpočet pH roztoků slabých kyselin a zásad
- slabé kyseliny a zásady disociují pouze částečně
- jejich sílu charakerizuje disociační konstanta, kterou pro výpočet $pH$ musíme znát
- disociační konstantu lze použít i ve tvaru $pK$
- $pK_{A,B}=-\log{K_{A,B}}$
- $pH$ slabé kyseliny $HA$: $pH=\frac{1}{2}pK_{A}-\frac{1}{2}\log{[HA]}$
- $pH$ slabé zásady $BOH$: $pH=14-\frac{1}{2}pK_{B}+\frac{1}{2}\log{[BOH]}$
Indikátory pH
- acidobazické indikátory jsou organické sloučeniny, které mění barvu podle $pH$ roztoku
- jsou to slabé organické kyseliny nebo zásady, jejichž nedisociované molekuly mají jiou barvu něž jejich ionty
- každý indikátor reaguje na jiné spektrum $pH$ a jejich kombinace se pak nazývá univerzální indikátor
- indikátory:
- methyloranž
- methylčerveň
- lakmus
- fenoftalein