5. Voda a roztoky copy

Arrheinova teorie (zastaralá)

• kyselina: látka, která je schopna odštěpit vodíkový kation (H+) ve vodném roztoku

• zásada: látka, která je schopna odštěpit hydroxidový anion (OH−) ve vodném roztoku

• nevýhody teorie:

  • platilo pouze, když bylo rozpouštědlo voda

  • za zásady povazovala pouze hydroxidy

Brønsted Lowryho teorie

• kyselina: látka, která je schopna odštěpit H+ (donor protonu)

• zásada: látka, která je schopna přijmout H+ (akceptor protonu)

• každá kyselina je spojená s odpovídající zásadou s kterou tvoří dvojici tzv. konjugovaný pár

• konjugovaný pár = dvojice částic, které se liší o kation H+

  • konjugovaná zásada: H2O, konjugovaná kyselina: H3O+

  • konjugovaná zásada: NH2-, konjugovaná kyselina: NH3

Lewisova teorie

• Lewisova kyselina: látka, která má prázdný orbital a může přijmout volný elektronový pár
  (akceptor elektronového páru)

  • např. H+

• Lewisova zásada: látka, která má volný elektronový pár (donor elektronového páru)

  • např. NH3

VÝPOČET pH

• pH – potenciál vodíku

• pH = − log[H3O+]

  • vyjadřuje záporný dekadický logaritmus látkové koncentrace oxoniových kationtů.

• při výpočtu pH zásad musíme nejdříve vypočítat pOH, a poté odečíst od 14

  • pOH – záporný dekadický logaritmus látkové koncentrace hydroxylových aniontů OH-

• kyselost určujeme podle stupnice 0-14

  • kyselina: pH < 7

  • neutrální roztok: pH = 7

  • zásada: pH > 7

ROZTOKY

• homogenní směs, skládá se z rozpouštědla a rozpuštěné látky

  • plynné roztoky (např. vzduch)

  • kapalné roztoky (např. vodný roztok chloridu sodného)

  • pevné roztoky (např. slitiny kovů)

• nazývají se dle rozpouštědla – přídavné jméno a rozpuštěné látky – podstatné jméno

  • vodný roztok chloridu sodného

Nasycenost roztoků

• nasycený roztok = roztok, ve kterém se další množství látky nerozpustí

• nenasycený roztok = roztok, ve kterém se další množství látky rozpustí

  • obsahuje méně rozpouštěné látky, než je schopno rozpustit

Směšovací rovnice

• 𝑚1𝑤1 + 𝑚2𝑤2 = (𝑚1 + 𝑚2)𝑤3

  • 𝑚1 hmotnost prvního roztoku

  • 𝑚2 hmotnost druhého roztoku

  • 𝑤1 hmotnostní procento prvního roztoku

  • 𝑤2 hmotnostní procento druhého roztoku

  • 𝑤3 hmotnostní procento výsledného roztoku

Příklad

Kolik vody musíme přilít k 250 g 50 %-ního lihu, abychom dostali roztok 20 %-ní?

• m1 · w1 + m2 · w2 = (m1 + m2) · w3

• 250 · 50 + m2 · 0 = (250 + m2) · 20

  • u přidávané vody použijeme koncentraci w2 = 0 (neobsahuje žádný líh)

• m2 = 375 g/ml

  • K 250 g 50 %-ní lihu musíme přilít 375 g/ml vody, abychom získali roztok 20 %-ní.

Jednoduché výpočty

Výpočty pH kyseliny

Jaké pH má roztok HCl, o koncentraci 0,1 mol/dm3

• HCl + H2O → Cl- + H3O+

• [H3O+] = [HCl] = 0,1 → 10-1

• pH = -log 10-1

• pH = -(-1)

• pH = 1

  Jaké pH má roztok H2SO4, o koncentraci 0,05 mol/dm3

• H2SO4 + 2 H2O → 2 H3O+ + SO42-

• [H3O+] = 2[H2SO4] = 2*0,05 = 0,1 → 10-1

• pH = -log 10-1

• pH = 1

• Jaké bude pH po stonásobném zředění?

  • [H3O+] = 0,1:100 = 0,001 → 10-3

  • pH = -log[H3O+]

  • pH = -log 10-3

  • pH = 3