Pufry a titrace
Přihlásit se
Pufry a titrace (10/17) · 10:17

Titrace silné kyseliny silnou zásadou 2 Výpočet pH v bodu ekvivalence a těsně za bodem ekvivalence pro případ titrace kyseliny chlorovodíkové hydroxidem sodným.

Navazuje na Kyseliny a zásady.
Díváme se na titrační křivku titrace silné kyseliny, HCl silnou zásadnou, NaOH. V předchozím videu jsme zjistlili pH ve dvou bodech naší titrační křivky. Našli jsme pH předtím, než jsme přidali zásadu, našli jsme pH v tomto bodě, a také jsme našli pH poté, co jsme přidali 10 mililitrů zásady, tedy v tomto bodě. Tohle je část A našeho příkladu, tohle je část B našeho příkladu. Nyní jsme v části C. Jaké je pH po přidání 20 mililitrů 0,500 molárního roztoku hydroxidu sodného? Kolik molů hydroxylových iontů přidáváme do původního roztoku? Můžeme to vypočítat pomocí této koncentrace. Koncentrace hydroxidu sodného je 0,500 mol na litr. Je to také koncentrace hydroxylových aniontů v roztoku, protože je to silná báze, takže koncentrace hydroxylových iontů v roztoku je rovna 0,500 molů na litr. Molární koncentrace (molarita) je rovna moly lomeno litry. Takže tohle jsou moly na litr. Kolik máme litrů? Máme 20 mililitrů, takže to bude… Posuneme desetinnou čárku o jedno, dvě tři místa to je 0,02 litrů. Takže abychom zjistili, kolik máme molů, jen vynásobíme 0,5 krát 0,02 a dostaneme 0,01. Máme tedy 0,01 molů hydroxylových aniontů. Tolik molů OH– tedy přidáváme do našeho původního roztoku. V předchozím videu jsme již spočítali moly hydroxoniových kationtů v roztoku, a bylo to stejné číslo, 0,01 molů H₃O⁺. Můžete se podívat na předchozí video, nebo si všimněte, že jsou to stejná čísla. 20 mililitrů tady, 20 mililitrů tady, 0,500 molární roztok tady i tam. Takže výpočet molů H₃O⁺ je úplně stejný. Moly H₃O⁺ můžete považovat za moly H⁺. Takže máme stejný počet molů zásady jako kyseliny. A zásada, kterou přidáváme, zneutralizuje kyselinu přítomnou v roztoku. Takže H₃O⁺, hydroxoniový kationt je zneutralizován zásadou, kterou jsme přidali. Takže H₃O⁺ odevzdá proton OH⁻ a dostaneme H₂O, a pokud H₃O⁺ odevzdá proton dostaneme další molekulu H₂O. Takže dostaneme dvě molekuly H₂O a začínáme s 0,01 moly OH⁻. Zapišme si to. Máme 0,01 molů zásady, stejný počet molů kyseliny. Takže 0,01 molů kyseliny. Takže tentokrát máme dost zásady na to, abychom zcela zneutralizovali kyselinu. Všechno zde reaguje v poměru 1 ku 1. Všechna naše báze zreaguje a úplně zneutralizuje naši kyselinu. Když se toto stane, pH by mělo být jako pH vody. pH našeho roztoku by mělo být stejné jako pH vody, což víme, že se rovná 7. Mohl jsem to napsat i jinak. Mohl jsem napsat: HCl plus NaOH, ano? To nám dá H₂O, protože H⁺ a OH⁻ nám dá H₂O a potom by nám zbylo NaCl, ano? Dostali bychom roztok chloridu sodného. Vodný roztoku chloridu sodného. A pokud se naše kyselina i zásada úplně zneutralizují, zůstane nám vodný roztok chloridu sodného a pH bude rovno pH vody, protože sodné kationty a chloridové anionty nereagují s vodou tak, aby změnily pH. Takže pH, poté, co jsme přidali 20 mililitrů naší zásady se rovná 7. Na titrační křivce to vidíme zde. Přidáme 20 mililtrů zásady a pH bude 7. Tento bod tedy můžeme najít na titrační křivce. Je to bod ekvivalence. Nakreslím tu čáru. Náš bod ekvivalence je přímo tady. Napíšu to. Dosáhli jsme tedy bodu ekvivalence. Přidali jsme dostatek molů zásady, abychom úplně zneutralizovali přítomnou kyselinu, takže jsme dosáhli bodu ekvivalence. Nakonec v části D máme zjistit pH po přidání 20,2 ml 0,500 M roztoku hydroxidu sodného. Stejně jako předtím, musíme zjistit moly hydroxylových iontů, které přidáváme. Koncentrace hydroxylových aniontů je, znovu opakuji, 0,500 mol na litr. Molarita jsou moly na litry, chceme najít moly. Kolik přidáváme litrů? 20,20 ml je 0,02020 litrů. Teď to jen vyřešíme pro moly a pravděpodobně to zvládnete zhlavy. Já si na to vezmu kalkulačku, abych vám ukázal výsledek. 0,5 krát 0,02020 nám dá 0,0101. Tolik molů hydroxylových aniontů máme. 0,0101 molů hydroxylových aniontů. Vzpoměňte si, hydroxylové anionty reagovaly s hydroxoniovými kationty. Říkali jsme si, že H₃O⁺ plus OH⁻ nám dá 2 H₂O. Tentokrát začínáme s 0,0101 molů hydroxylových aniotnů. Napíšu tedy 0,0101 molů. A začali jsme s 0,01moly hydroxoniových kationtů, takže 0,01 molů H₃O⁺. Tentokrát máme více zásady než kyseliny, takže všechna kyselina se zneutralizuje. Kyselina se nám tedy zneutralizuje. Nezůstane nám nic. Všechna kyselina je pryč, a většina zásady zreagovala. Ztratíme stejné množství zásady, takže ztratíme 0,0100 molů zásady a zůstane nám jen velmi malé množství. Zůstane nám 0,0001 molů zásady. Všechna kyselina byla kompletně zneutralizovaná a přebývá nám malé množství zásady. Dále se zamysleme nad celkovým objemem. Začali jsme s 20 ml kyseliny. Začali jsme titrovat na 20 ml a v tomto okamžiku jsme přidali 20,2 ml. Přidali jsme 20,2 ml. To nám dohromady dává 40,20 ml. Máme tedy 40,20 ml. A teď můžeme spočítat koncentraci hydroxylových iontů. Takže jaká je koncentrace hydroxylových iontů? Koncentrace znamená moly lomeno litry. Máme 0,0001 molů hydroxidu, a objem je v mililitrech, takže je to 0,04020 litrů. Teď to můžeme vypočítat. Vytáhnu si kalkulačku. Máme tedy 0,0001 děleno 0,04020 a dostaneme 0,002. Naše koncentrace hydroxylových iontů je rovna 0,002 mol na litr. Cílem bylo zjistit pH, ale teď musíme vypočítat pOH. pOH se rovná zápornému logaritmu koncentrace hydroxylových aniontů. Je to –log 0,002. Takže –log 0,002. Co říká kalkulačka? –log 0,002 nám dá pOH rovno 2,7. Takže pOH se rovná 2,7. A nakonec, abychom zjistili pH, musíme znát ještě jednu rovnici. pH plus pOH se rovná 14. Takže pokud sem dosadíme 2,7, pH se rovná 14 minus 2,7, což je 11,3. Konečně jsme tedy vypočítali pH. Podívejme se, kde tento bod leží na titrační křivce. Přidali jsme 20,20 ml zásady, použiji na to modrou barvu, abychom to lépe viděli. Přidali jsme 20,20 ml zásady, a pH je 11,3, jak jsme teď spočítali. Takže tady jsme jen kousek za 20. Je těžké nakreslit rovnou čáru. Tohle není moc dobré. Ale naše pH má být 11,3, což umožní nalézt na křivce ten bod přibližně někde tady.
video