LP-výpočet pH

Laboratorní protokol

Téma: Výpočet pH

Úkol: Dané roztoky postupně nařeďte, naměřte jejich pH a početně ověřte

Pomůcky: zkumavka, zátek, tyčinka, pipeta, filtrační papír, lžička (kopistka), hodinové sklíčko, papírkové indikátory pH, miska

Teorie:

Vodíkový exponent, neboli pH, je číslo, kterým se vyjadřuje zda vodný roztok reaguje kysele anebo zásaditě. Je to kladná hodnota exponentu koncentrace oxoniových kationtů. Oproti tomu pOH je kladná hodnota exponentu koncentrace hydroxidových aniontů. pH funguje jako logaritmická stupnice s hodnotami od 0 do 14. Kyseliny mají hodnoty pH menší něž 7, neutrální roztoky mají pH 7 a zásady mají pH větší než 7. Výpočty se používají především v analýze a titračních reakcích.

Hodnota je za standardních podmínek konstantní.

pH= -log (aH3O+)

a= aktivita iontu H3O+

Pro výpočet se používá tento vzorec:

Kv=[H3O+] . [OH-]

Kv=[1,0 . 10-7] . [1,0 . 10-7] = 1,0 . 10-14

Iontový součin vody Kv

Podle tohoto vzorce jsou roztoky, které mají molární koncentraci kationtů H3O+ větší než 1,0 . 10-7 mol.dm-3 kyselé a roztoky s koncentrací kationtů menší než 1,0 . 10-7 mol.dm-3 jsou zásadité.

Většinou se, ale tento vzorec nepoužívá a na místo toho je využívána zkrácená verze:

pH + pOH = 14

Indikátory jsou látky, které mění svoje zbarvení při různých hodnotách pH. Tyto látky se využívají v laboratořích a to hlavně ve formě univerzálních indikátorových papírků, ale k přesnému zjištění hodnoty pH se používají měřící přístroje pH-metry.

Zadání:

1. Připravte 100g 1M roztoku NaOH. Připravte 100ml 1M roztoku HCl, ρ37%= 1,382g/cm3

2. Spočítejte pH všech roztoků

Výpočty:

1. m(roztoku)= 100g (0,1)

C= 1 mol/dm3

M(NaOH)= 40 g/mol

mNaOH= MnaOH x m(roztoku) x C

mNaOH= 40 x 0,1 x 1

mNaOH= 4g

1. 1M NaOH —> pOH= -log(1)= 0 —> pH= 14-0= 14

0,1M NaOH —> pOH= -log(0,1)= 1 —> pH= 14-1= 13

0,01M NaOH —> pOH= -log(0,01)= 2 —> pH= 14-2= 12

0,001M NaOH —> pOH= -log(0,001)= 3 —> pH= 14-3= 11

1M HCl —> pH= -log(1)= 0

0,1M HCl —> pH= -log(0,1)= 1

0,01M HCl —> pH= -log(0,01)= 2

0,001M HCl —> pH= -log(0,001)= 3

Porovnání výsledků s výpočtem:

U 1.roztoku (1M NaOH) se vypočítané pH, které činí 14, velmi shoduje s naměřeným pH, které je v rozmezí 12-14.

U 2.roztoku (0,1M NaOH) se vypočítané pH, které činí 13, neshoduje s naměřeným pH, které je 10.

U 3.roztoku (0,01M NaOH) se vypočítané pH, které činí 12, neshoduje s naměřeným pH, které je v rozmezí 9-10.

U 4.roztoku (0,001M NaOH) se vypočítané pH, které činí 11, velmi neshoduje s naměřeným pH, které je 7.

U 1.roztoku (1M HCl) se vypočítané pH, které činí 0, velmi shoduje s naměřeným pH, které je 0.

U 2.roztoku (0,1M HCl) se vypočítané pH, které činí 1, velmi shoduje s naměřeným pH, které je v rozmezí 1-2.

U 3.roztoku (0,01M HCl) se vypočítané pH, které činí 2, neshoduje s naměřeným pH, které je v rozmezí 3-4.