• 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 $0.01\ mol\cdot{dm^{-3}}$
      • $NaOH\leftrightharpoons{Na^{+}+OH^{-}}$
      • $[OH^{-}]=[NaOH]=10^{-2}\ mol\cdot{dm^{-3}}$
      • $pOH=-\log{10^{-2}}=2\ pH=14-pOH=\textbf{12}$
  • 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