Octan amonný - výpočet pH var. B

28.09.2004 08:33:19

Octan amonný - odvození pH var. B (přes OH^-)
(klik na obecné řešení , klik na var.A - přes H₃ O⁺)

Octan amonný: CH₃COONH₄

Ve vodě je disociován na:

NH₄⁺a CH₃COO^-

Anion CH₃COO^- v první reakci vystupuje jako zásada:

První reakce:
CH₃COO^- + H₂OCH₃COOH+ OH^-

Koncentraci iontů vzniklých disociací vody jsme zanedbali

Některé z OH^- vzniklé v první reakci vstupují do reakce s kationtem NH₄⁺.

Druhá reakce:
NH₄⁺+ OH^- NH₃+ H₂O

Disociační konstanta zásady NH₃ (odpovídá druhé reakci zprava!!):

		[NH₄⁺].[OH^-]
K_NH3	=
		[NH₃]

Disociační konstanta pro zásadu CH₃COO^-(odpovídá první reakci):

		[CH₃COOH].[OH^-]
K_CH3COO_-	=
		[CH₃COO^-]

Všechny sloučeniny v obou reakcích jsou ve stavu rovnovážném. Upozorňuji, že rovnovážná koncentrace OH^- v obou reakcích je totožná. V první reakci vzniklo OH^- více, některé z OH^- zanikly v reakci druhé.

[OH^-(rovnovážná)] =
= [OH^-(vzniklá)] - [OH^-(zaniklá)]

V první reakci vzniklo CH₃COOH stejně jako OH^-, pro CH₃COOH se zároveň jedná o koncentraci rovnovážnou, neboť se v druhé reakci nevyskytuje a tudíž nemůže ubývat jako [OH^-].

[OH^-(vzniklá)]=
= [CH₃COOH(vzniklá)] =
= [CH₃COOH(rovnovážná)]

Disociační konstantu zásady CH₃COO^-lze tedy upravit:

		[OH^-(vzniklá)].[OH^-(rovnovážná)]
K_CH3COO-	=
		[CH₃COO^-]

Z toho plyne, že koncentrace vzniklé OH^- je:

		K_CH3COO-.[CH₃COO^-]
[OH^-(vzniklá)]	=
		[OH^-(rovnovážná)]

V druhé reakci vznikal NH₃ . Každá molekula NH₃ vznikla zánikem OH^-, znamená, že koncentrace vzniklého NH₃ se rovná koncentraci zaniklého OH^-.NH₃ vzniklo tolik, až nastala jeho rovnovážná koncentrace:

[NH₃ (vzniklá)] =[OH^-(zaniklá)]
[NH₃ (vzniklá)] = [NH₃(rovnovážná)]
[NH₃(rovnovážná)] = [OH^-(zaniklá)]

Disociační konstantu zásady NH₃ lze tedy upravit:

		[NH₄⁺].[OH^-(rovnovážná)]
K_NH3	=
		[OH^-(zaniklá)]

Z toho plyne, že koncentrace zaniklé OH^- je:

		[NH₄⁺].[OH^-(rovnovážná)]
[OH^-(zaniklá)]	=
		K_NH3

Pro rovnovážnou koncentraci [OH^-] jak již výše uvedeno platí:

[OH^-(rovnovážná)] = [OH^-(vzniklá)] - [OH^-(zaniklá)]

Po dosazení pak:

		K_CH3COO-. [CH₃COO^-]		[NH₄⁺] . [OH^-(rovnovážná)]
[OH^-(rovnovážná)]	=		-
		[OH^-(rovnovážná)]		K_NH3

Po úpravě platí:
[OH^-].[OH^-]. K_NH3 = K_CH3COO-.[CH₃COO^-]. K_NH3- [NH₄⁺].[OH^-].[OH^-]

[OH^-].[OH^-]. ( K_NH3 + [NH₄⁺] ) = K_CH3COO-.[CH₃COO^-] . K_NH3

[OH^-]

(

K_CH3COO-. [CH₃COO^-]. K_NH3

K_NH3 + [NH₄⁺]

)

1/2

Jelikož je disociační konstanta slabé zásady K_NH3mnohem menší , než koncentrace [NH₄⁺], můžeme ve jmenovateli zanedbat K_NH3.

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::

[OH^-]

(

K_CH3COO-. c_CH3COO-. K_NH3

c_NH4+

)

1/2

[OH^-] =(K_CH3COO-. K_NH3)^1/2

Po zlogaritmování :

pOH = 1/2 (pK_CH3COO- + pK_NH3)

Ovšem pK zásady CH₃COO^-není tabelováno a proto využijeme vztahu pro konjugovanou kyselinu (viz. iontový součin ):

pK_CH3COO- + pK_CH3COOH = 14»»»
»»» pK_CH3COO- = 14 - pK_CH3COOH

Navíc převedeme pOH na pH (viz. iontový součin ):

pH + pOH = 14»»»
»»» pOH = 14 - pH

Lze tedy psát: 14 - pH = 1/2 (14 - pK_CH3COOH + pK_NH3)

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

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

porovnej s výsledkem odvození var. A
!!! 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]