| Kation Na+
je ionizován a reakce se neúčastní |
| Hydrogenuhličitan v první reakci vystupuje jako
kyselina: |
První
reakce:
HCO3-
+H2O CO3-2
+ H3O+ |
| Některé
z H3O+ vzniklé v první reakci
vstupují do reakce s HCO3-. |
Druhá reakce:
HCO3 -
+H3O+H2CO3 + H2O |
| První
disociační konstanta pro dvojsytnou kyselinu H2CO3 (odpovídá druhé reakci zprava!!): |
| |
|
[HCO3-].[H3O+] |
| KH2CO3 |
= |
|
| |
|
[H2CO3] |
|
| Druhá
disociační konstanta pro dvojsytnou kyselinu H2CO3 (odpovídá první reakci): |
| |
|
[CO3-2].[H3O+] |
| KHCO3- |
= |
|
| |
|
[HCO3-] |
|
| Všechny sloučeniny v obou reakcích jsou ve stavu rovnovážném. Upozorňuji, že rovnovážná koncentrace H3O+
v obou reakcích je totožná. V první
reakci vzniklo H3O+
více, některé z H3O+ zanikly v reakci
druhé. |
[H3O+(rovnovážná)] =
= [H3O+(vzniklá)] - [H3O+(zaniklá)] |
| V první reakci vzniklo
CO3-2
stejně jako H3O+,
pro CO3-2 se zároveň jedná o koncentraci
rovnovážnou, neboť se v druhé reakci
nevyskytuje a tudíž nemůže ubývat jako [H3O+]. |
[H3O+(vzniklá)]=
= [CO3-2(vzniklá)] =
[CO3-2(rovnovážná)] |
| Druhou
disociační konstantu lze tedy upravit: |
| |
|
[H3O+(vzniklá)].[H3O+(rovnovážná)] |
| KHCO3- |
= |
|
| |
|
[HCO3-] |
|
| Z toho plyne, že koncentrace vzniklé
H3O+
je: |
| |
|
KHCO3-.[HCO3-] |
| [H3O+(vzniklá)] |
= |
|
| |
|
[H3O+(rovnovážná)] |
|
| V druhé reakci vznikala
H2CO3.
každá molekula H2CO3
vznikla zánikem
H3O+,
znamená, že koncentrace vzniklé
H2CO3
se rovná koncenraci zániklé
H3O+.H2CO3
vzniklo tolik, až nastala rovnovážná koncentrace: |
[H2CO3(vzniklá)] =[H3O+(zaniklá)]
[H2CO3(vzniklá)] = [H2CO3(rovnovážná)]
[H2CO3(rovnovážná)] = [H3O+(zaniklá)] |
| První
disociační konstantu lze tedy upravit: |
| |
|
[HCO3-].[H3O+(rovnovážná)] |
| KH2CO3 |
= |
|
| |
|
[H3O+(zaniklá)] |
|
| Z toho plyne, že koncentrace zaniklé
H3O+
je: |
| |
|
[HCO3-].[H3O+(rovnovážná)] |
| [H3O+(zaniklá)] |
= |
|
| |
|
KH2CO3 |
|
| Pro rovnovážnou
koncentraci [H3O+] jak již výše
uvedeno platí: |
| [H3O+(rovnovážná)] =
[H3O+(vzniklá)] - [H3O+(zaniklá)] |
| Po dosazení pak: |
| |
|
KHCO3-.[HCO3-] |
|
[HCO3-].[H3O+(rovnovážná)] |
| [H3O+(rovnovážná)] |
= |
|
- |
|
| |
|
[H3O+(rovnovážná)] |
|
KH2CO3 |
|
Po
úpravě platí:
[H3O+].[H3O+].KH2CO3 = KHCO3-.[HCO3-].KH2CO3
- [HCO3-].[H3O+].[H3O+] |
| [H3O+].[H3O+]. ( KH2CO3 +[HCO3-] ) = KHCO3-.[HCO3-].KH2CO3 |
| [H3O+] |
= |
( |
| KHCO3-.[HCO3-].KH2CO3 |
|
| KH2CO3 +[HCO3-] |
|
) |
1/2 |
|
| Kyselina uhličitá je slabá KH2CO3
=4,30.10-7
, proto lze KH2CO3
proti rovnovážné
koncentraci [HCO3-] ve
jmenovateli zanedbat {analytická koncentrace [HCO3-] = rovnovážná koncentrace cHCO3- viz.sůl
slabé kyseliny a silné zásady}. |
| Pak po úpravě platí: |
| [H3O+] |
= |
( |
KHCO3-.[HCO3-].KH2CO3
|
|
[HCO3-] |
|
) |
1/2 |
|
[H3O+] =(KHCO3-.KH2CO3)1/2 |
Zde je po
zlogaritmování výsledek:
| pH =1/2 (pKHCO3- +pKH2CO3) |
!!!Všimněte si ,
že v něm nezávisí výsledek vůbec na koncentraci
roztoku!!!
Zde klik na výpočty pH amfolytů
různých koncentrací:
a) od kyseliny slabé -
uhličité b) od kyseliny
téměř silné - siřičité c) od kyseliny silné - sírové
Zde
klik na kompletní odvození u hydrogenuhličitanu,
Zde
klik na kompletní odvození u hydrogefosforečnanu,
Zde
klik na kompletní odvození u dihydrogenfosforečnanu
|
