Octan amonný - výpočet pH var. A

10.11.2004 18:33:49
Octan amonný - odvození pH var. A (přes H₃O⁺)
(klik na obecné řešení , klik na var.B - přes OH^-)

Octan amonný: CH₃COONH₄

Ve vodě je disociován na:

NH₄⁺a CH₃COO^-

Kation NH₄⁺ v první reakci vystupuje jako kyselina:

První reakce:
NH₄⁺ + H₂ONH₃+ H₃O⁺

Koncentraci iontů vzniklých disociací vody jsme zanedbali

Některé z H₃O⁺ vzniklé v první reakci vstupují do reakce s aniontem CH₃COO^-.

Druhá reakce:
CH₃COO^-+ H₃O⁺ CH₃COOH+ H₂O

Disociační konstanta kyseliny CH₃COOH (odpovídá druhé reakci zprava!!):

		[CH₃COO^-].[H₃O⁺]
K_CH3COOH	=
		[CH₃COOH]

Disociační konstanta pro kyselinu NH₄⁺ (odpovídá první reakci):

		[NH₃].[H₃O⁺]
K_NH4+	=
		[NH₄⁺]

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 NH₃ stejně jako H₃O⁺, pro NH₃ se zároveň jedná o koncentraci rovnovážnou, neboť se v druhé reakci nevyskytuje a tudíž nemůže ubývat jako [H₃O⁺].

[H₃O⁺(vzniklá)]=
= [NH₃(vzniklá)] = [NH₃(rovnovážná)]

Disociační konstantu kyseliny NH₄⁺lze tedy upravit:

		[H₃O⁺(vzniklá)].[H₃O⁺(rovnovážná)]
K_NH4+	=
		[NH₄⁺]

Z toho plyne, že koncentrace vzniklé H₃O⁺ je:

		K_NH4+.[NH₄⁺]
[H₃O⁺(vzniklá)]	=
		[H₃O⁺(rovnovážná)]

V druhé reakci vznikala CH₃COOH . Každá molekula CH₃COOH vznikla zánikem H₃O⁺, znamená, že koncentrace vzniklé CH₃COOH se rovná koncentraci zaniklé H₃O⁺.CH₃COOH vzniklo tolik, až nastala její rovnovážná koncentrace:

[CH₃COOH (vzniklá)] =[H₃O⁺(zaniklá)]
[CH₃COOH (vzniklá)] = [CH₃COOH(rovnovážná)]
[CH₃COOH(rovnovážná)] = [H₃O⁺(zaniklá)]

Disociační konstantu kyseliny CH₃COOH lze tedy upravit:

		[CH₃COO^-].[H₃O⁺(rovnovážná)]
K_CH3COOH	=
		[H₃O⁺(zaniklá)]

Z toho plyne, že koncentrace zaniklé H₃O⁺ je:

		[CH₃COO^-].[H₃O⁺(rovnovážná)]
[H₃O⁺(zaniklá)]	=
		K_CH3COOH

Pro rovnovážnou koncentraci [H₃O⁺] jak již výše uvedeno platí:

[H₃O⁺(rovnovážná)] = [H₃O⁺(vzniklá)] - [H₃O⁺(zaniklá)]

Po dosazení pak:

		K_NH4+.[NH₄⁺]		[CH₃COO^-].[H₃O⁺(rovnovážná)]
[H₃O⁺(rovnovážná)]	=		-
		[H₃O⁺(rovnovážná)]		K_CH3COOH

Po úpravě platí:
[H₃O⁺].[H₃O⁺]. K_CH3COOH = K_NH4+.[NH₄⁺].K_CH3COOH- [CH₃COO^-].[H₃O⁺].[H₃O⁺]

[H₃O⁺].[H₃O⁺]. ( K_CH3COOH + [CH₃COO^-] ) = K_NH4+.[NH₄⁺] . K_CH3COOH

[H₃O⁺]

(

K_NH4+.[NH₄⁺]. K_CH3COOH

K_CH3COOH + [CH₃COO^-]

)

1/2

Jelikož je disociační konstanta slabé kyseliny K_CH3COOHmnohem menší , než koncentrace [CH₃COO^-], můžeme ve jmenovateli zanedbat K_CH3COOH.

Jelikož se jedná o soli slabých kyselin a zásad, můžeme jejich disociaci zanedbat a učinit rovny koncentrace rovnovážné a analytické:

[NH₄⁺] = c_NH4+
[CH₃COO^-] = c_CH3COO-

Analytické koncentrace c_NH4+ a c_CH3COO-si musí (jsou totožné s analytickou koncentrací jako celku, proto lze ve zlomku krátit::

[H₃O⁺]

(

K_NH4+. c_NH4+. K_CH3COOH

c_CH3COO-

)

1/2

[H₃O⁺] =(K_NH4+. K_CH3COOH)^1/2

Po zlogaritmování :

pH = 1/2 (pK_NH4+ + pK_CH3COOH)

Ovšem pK kyseliny NH₄⁺není tabelováno a proto využijeme vztahu pro konjugovanou zásadu (viz. iontový součin ):

pK_NH4+ + pK_NH3 = 14»»»
»»» pK_NH4+ = 14 - pK_NH3

Takže výsledek: pH = 1/2 (14 - pK_NH3 + pK_CH3COOH) neboli:

pH = 7 + 1/2 (pK_CH3COOH - pK_NH3)

porovnej s výsledkem odvození var. B
!!! Výsledek není závislý na koncentraci roztoku!!!
klik na obecné odvození , klik na příklad

výpočty pH: kyseliny: silné jednosytné, vícesytné, slabé jednosytné, vícesytné,
zásady silné: jednosytné, vícesytné, slabé: jednosytné, vícesytné,
soli:slabé kys. a silné zás.,slabé zás.+silné kys., slabá kys. i zás.var.A var.B ,amfolyty var.A var.B, pufry var.A var.B ,
základní pojmy: přehled, rovnováhy,koncentrace, iontový součin vody

[nahoru][základní stránka pro pH][go home]