Cíle učení
- Definice iontové konstanty vody.
- Definice kyselého roztoku.
- Definice zásaditého roztoku.
- Použít konstantu k výpočtu nebo když je známa druhá.
Co je uvnitř?
Kdysi jste mohli z autobaterie sejmout malé uzávěry a zkontrolovat stav kyseliny sírové uvnitř. Pokud se vyčerpala, mohli jste přidat další kyselinu. Kyselina sírová je však nebezpečná látka, a proto jsou dnes baterie kvůli ochraně lidí uzavřené. Vzhledem k nebezpečné povaze kyseliny není dobré do baterie řezat, abyste se podívali, jak vypadá – mohli byste se popálit kyselinou.
Iontový produkt vody
Samovolná ionizace vody (proces, při kterém se voda ionizuje na hydroniové a hydroxidové ionty) probíhá ve velmi omezené míře. Při srážce dvou molekul vody může dojít k přenosu vodíkového iontu z jedné molekuly na druhou. Produkty jsou kladně nabitý hydroniový ion a záporně nabitý hydroxidový ion.
Často používáme zjednodušenou formu reakce:
Rovnovážná konstanta pro samoionizaci vody se označuje jako iontový produkt pro vodu a má symbol 
.
Iontový produkt pro vodu 
je matematický součin koncentrace vodíkových a hydroxidových iontů. Všimněte si, že H 2 O není zahrnut do výrazu pro iontový produkt, protože se jedná o čistou kapalinu. Hodnota je velmi malá, což odpovídá reakci, která zvýhodňuje reaktanty. Při 25 °C je experimentálně stanovená hodnota v čisté vodě 1,0 × 10 -14 .
V čisté vodě se koncentrace vodíkových a hydroxidových iontů navzájem rovnají. O čisté vodě nebo jiném vodném roztoku, ve kterém tento poměr platí, se říká, že je neutrální. Pro zjištění molarity jednotlivých iontů se bere odmocnina z
Kyselý roztok je roztok, ve kterém je koncentrace vodíkových iontů větší než koncentrace hydroxidových iontů. Například chlorovodík se při rozpouštění ve vodě ionizuje za vzniku iontů H + a Cl -.
Tím se zvyšuje koncentrace iontů H + v roztoku. Podle LeChâtelierova principu se rovnováha představovaná 
tlačí doleva, směrem k reaktantu. V důsledku toho klesá koncentrace hydroxidových iontů.
Bazický roztok je roztok, ve kterém je koncentrace hydroxidových iontů větší než koncentrace vodíkových iontů. Pevný hydroxid draselný ve vodě disociuje za vzniku draselných a hydroxidových iontů.
Zvýšení koncentrace OH – iontů způsobí snížení koncentrace H + iontů a iontový produkt zůstává konstantní
Ukázková úloha: Použití pro vodný roztok
Kyselina chlorovodíková (HCl) je silná kyselina, což znamená, že je v roztoku 100% ionizovaná. Jaká je a v roztoku 2,0 × 10 3 M HCl?
Krok 1: Vypište známé hodnoty a naplánujte úlohu .
Známá
- = 2,0 × 10 -3 M
Neznámá
- = ? M
- = ? M
Protože je HCl 100% ionizovaná, bude koncentrace iontů H+ v roztoku rovna původní koncentraci HCl. Každá původně přítomná molekula HCl se ionizuje na jeden H + ion a jeden Cl – ion. Koncentraci OH – pak můžeme určit z a .
Krok 2: Vyřeš .
Krok 3: Zamysli se nad svým výsledkem.
The je mnohem vyšší než the, protože roztok je kyselý. Stejně jako u jiných rovnovážných konstant se obvykle vynechává jednotka pro .
Shrnutí
- Popisuje se samoionizace vody a uvádí se ionizační konstanta pro tento proces.
- Definují se kyselé a zásadité roztoky.
- Vypočty pomocí jsou znázorněny.
Procvičení
Přečtěte si první dvě strany tohoto materiálu na téma Ionizace vody a řešte tyto procvičovací úlohy.
Přehled
- Co je to kyselý roztok?
- Co je to zásaditý roztok
- Co je to roztok, který má
?
Slovníček
- kyselý roztok: Roztok, v němž je koncentrace vodíkových iontů větší než koncentrace hydroxidových iontů.
- zásaditý roztok:
- iontový produkt vody : Matematický součin koncentrace vodíkových a hydroxidových iontů.
- samoionizace vody: