Pufry a titrace
Přihlásit se
Pufry a titrace (9/13) · 10:12

Titrace silné kyseliny silnou zásadou I Ukážeme si, jak vypadá titrační křivka pro titraci silné kyseliny silnou zásadou a na ní příslušný rovnovážný bod.

Navazuje na Kyseliny a zásady.
Budeme titrovat a začneme s 20 mililitry 0,500 molární kyseliny chlorovodíkové. Takže máme silnou kyselinu, a k té přidáme roztok silné zásady. Přidáme 0,500 molární roztok hydroxidu sodného, Tím, že budeme přilévat bázi, tak nám bude růst pH, jak můžete vidět na naší titrační křivce. Takže na ose y bude pH, a na ose x bude bude objem přidávané zásady. Takže v části A bude naším cílem zjistit pH předtím, než začneme přidávat hydroxid sodný. Čili máme nulový přídavek zásady. Takže když jsme nepřidali žádnou bázi, tak tu máme pouze kyselinu. Víme, že kyselina chlorovodíková je silná kyselina, proto nám bude zcela ionizovat. Tudíž když HCl dá svůj proton vodě, tak získáme hydroninum a konjugovanou bázi k HCl, což je chloridový anion. Začneme s 0,500 molární HCl, tady si to napíšeme, 0,500 molární HCl. Víme, že proběhla 100% ionizace, neboť máme silnou kyselinu. Z toho vyplývá, že koncentrace iontů hydronia musí být stejná v roztoku. Proto máme 0,500 molární koncentraci iontů hydronia. Nyní je snadné zjistit pH, protože víme, že hodnota pH je rovna záporně vzatému logaritmu koncentrace hydroniových iontů. Pojďme si to spočítat. Vypočítáme si záporně vzatý logaritmus koncentrace hydroniových iontů, což je 0,500, a výsledek je roven 0,301. Takže tohle dáme sem, a vyjde nám pH rovno 0,301. Teď můžeme zjistit počáteční hodnotu naší titrační křivky. Ta je přímo tady na začátku. Zásadu jsme nepřidávali, a naše pH je přímo tady nad nulou na titrační křivce. Výsledek je roven 0,301. Pojďme najít další bod na naší titrační křivce poté, co přidáme 10 mililitrů stejné báze. Takže tady si najdeme 10 mililitrů zásady, a budeme hledat tento bod. Jaké bude pH po přidání 10 ml? Vypadá to, že to bude blízko jedničce. Zkusme si vypočítat hodnotu pH. Přidáme známou zásadu, víme, kolik má hydroxidovým aniontů. Tím neutralizujeme přítomné hydroniové ionty. Prvně si pojďme spočítat kolik molů hydroniových iontů máme. Koncentrace hydroniových iontů je 0,500 molární. Uděláme si na to trochu místa navíc. Známe koncentraci hydroniových iontů, která je 0,500 molární a víme, že koncentrace nebo molární koncetrace je rovna mol lomeno objem v litrech. Molární koncentrace je rovna počtu molů H₃O⁺ děleno litry. Jaký tedy byl objem kyseliny na začátku? Pojďme se podívat nahoru. Začali jsme s 20 mililitry... ...sem si to zapíšeme. Pokud bych to chtěl převést na litry, tak posunu desetinné číslo o tři doleva. Jedna, dva, tři. Máme 0,02 litrů. Tady si to zapíšeme. Nyní máme 0,2 litrů. Ve videu máme hodně nul a bylo by otravné je všechny vyjmenovávat, proto budu říkat jenom 0,02, bez všech těch nul na konci. K získání počtu mol vynásobíme 0,5 s 0,02. Vyjde nám počet molů H₃O⁺, který je roven 0,01 molů. S tímto výsledkem budeme počítat. Přidáme bázi. Přidáme hydroxid sodný. Víme, že hydroxid sodný je silná zásada, tudíž koncentrace hydroxidu sodného bude stejná jako koncentrace hydroxidových iontů. Značíme je Na⁺ a OH⁻. Takže 0,500 molární roztok hydroxidu sodného obsahuje 0,500 molární koncentraci hydroxidových iontů. Koncentrace hydroxidových iontů je 0,500 molární. Připomínám, že si musíme spočítat počet molů našeho hydroxidu sodného, a též spočítat objem. Máme 10 mililitů, při převodu na litry posuneme desetinnou čárku o tři místa, takže je to 0,01 litrů. Takže výsledek se rovná 0,01 litrům. Spočítáme si látkové množství. V tomto výpočtu pouze vynásobíme 0,5 s 0,01. Výsledek se rovná 0,005 molů. Tolik molů hydroxidových ionrů máme. Nyní, když známe počet molů jak u kyseliny, tak u zásady, můžeme uvažovat nad danou neutralizací. Přidaná zásada zneutralizuje přítomnou kyselinu. Máme tu hydroniové ionty, k nim jsme přidali bázi. Kyselina je donorem protonu pro bázi. Když OH⁻ přijme H⁺, získáme H₂O. Když H₃O⁺ předá proton, získáme další molekulu H₂O, proto budeme mít dvě H₂O. Pokud chcete, tak místo psaní H₃O⁺ můžete napsat H⁺ jakožto proton, který bude reagovat s hydroxidem za vzniku vody. Obě možnosti napsání neutralizační reakce jsou v pořádku. Pojďme do výpočtu dosadit vypočítaná látková množství. Víme, že jsme začali s 0,01 molární H₃O⁺, což sem napíšu. Začali jsme s 0,01M H₃O⁺, k tomu jsme přidali 0,005 molů hydroxidu. Přidali jsme 0,005 molů hydroxidových iontů. Všechny hydroxidové ionty budou reagovat. Zneutralizujeme stejné množství hydroniových iontů. Přijdeme o všechny naše hydroxidové ionty, neboť zásada zcela zreaguje s naší kyselinou. Nezbyde ani jeden mol naší báze. Když ztratíme tolik hydroxidu, tak ztratíme stejné množství hydroniových iontů. Tak moc reagují s ionty hydroxidu. Přijdeme o stejné množství iontů hydronia. Proto počítáme, že 0,01 minus 0,005 se rovná 0,005. Tolik molů hydronia nám zbylo. Zneutralizovali jsme polovinu hydroinových iontů, a proto nám druhá polovina zbyla. Polovina kyseliny byla zneutralizována, druhá polovina nám zbyla. Pouvažujme nad novou koncentrací hydroniových iontů v roztoku. Koncentrace hydronia je rovna mol děleno litry. Takže 0,005 mol H₃O⁺. A jaká je hodnota nového objemu? Začali jsme s 20 mililitry kyseliny, k tomu jsme přidali 10 mililitrů zásady. Tady to máme, přidali jsme 10 mililitrů báze. Nový objem je 30 mililitrů. Protože jsme přidali 10 mililitrů, tak máme celkový objem 30 mililitrů. K tomu, abychom zjistili novou koncentraci hydroniových iontů použijeme hodnotu 30 mililitrů, či 0,03 litrů. Jedna, dva, tři. Máme 0,03 litrů. Nyní můžeme zjistit koncentraci. Nachystáme si kalkulačku, a 0,05 vydělíme 0,03. Spočítaná koncentrace hydroniových iontů je rovna 0,17. Takže naše koncentrace je 0,17 molární. Nyní, kdyz známe koncentraci hydroniových iontů, která je rovna 0,17, můžeme zjistit pH. pH je rovno záporně vzatému logaritmu koncentrace hydroniových iontů, což je minus logaritmus z 0,17. Teď ještě jednou použijeme kalkulačku. Zjistíme hodnotu záporného logaritmu z 0,17. Výsledek je pH rovno 0,77. Takže naše pH se rovná 0,77. Nyní, když víme, že jsme přidali 10 mililitrů zásady a že pH se rovná 0,77, se můžeme vrátit nahoru k naší titrační křivce a najít bod, o kterém jsme mluvili na začátku. Na ose x si najdeme 10 mililitrů zásady. a pH na ose y je rovno 0,77. Tohle všechno jsme si spočítali. V našem dalším videu si naši titrační křivku zanalyzujeme. Podíváme se na další možné body.
video