Učebnice

5. PROTOLYTICKÉ ROVNOVÁHY

5.4. Výpočet pH hydrolyzovatelných iontů

Soli slabých kyselin a silných zásad se ve vodném prostředí chovají jako silné elektrolyty, které prakticky úplně disociují na ionty. Anion slabé kyseliny pak podléhá hydrolýze

⁺

^–

A^– + H₂O

HA + OH^–

Hydrolytická rovnováha je definována konstantou

(48)

Rozsah hydrolýzy aniontu lze vyjádřit stupněm hydrolýzy γ, udávající poměr koncentrací produktu hydrolýzy a původního aniontu: γ = [HA]/c_A = [OH^-]/c_A. Pro rovnovážné koncentrace složek roztoku, konstantu a stupeň hydrolýzy pak platí:

(49)

(50)

(51)

(52)

Je-li stupeň hydrolýzy malý (γ « 1), lze v rovnici (50) považovat výraz (1-γ) » 1 a získá se tím vztah pro výpočet přibližné hodnoty stupně hydrolýzy

(53)

Stupeň hydrolýzy umožňuje výpočet pH, neboť pOH = –log (c_A·γ):

(54)

Ze vztahu (48) také vyplývá, že v případě malé hydrolýzy aniontu, tj. [A^–] » c_A, lze konstantu vyjádřit pomocí celkové koncentrace aniontu (soli):

(48a)

Odtud lze snadno odvodit vztah pro výpočet pH:

(55)

Jiný způsob výpočtu pH vychází z předpokladu, že anion podléhající hydrolýze je slabou zásadou. Hodnotu pOH roztoku, jak vyplývá též ze vztahu (48a), lze vypočítat za použití konstanty bazicity konjugované zásady ze vztahu (56)

(56)

příp. z kvadratické rovnice (37b) na základě podmínek přesnosti v kapitole 5.3.2. Převod pOH na pH se provede obvyklým způsobem.

Řešené příklady:

Příklad 5.84: Jaký je stupeň hydrolýzy a jaké je pH roztoku octanu sodného koncentrace 0,1 mol·l^-1? K_HA = 1,75·10^–5 (pK_HA = 4,757).

Příklad 5.85: Jaký je stupeň hydrolýzy fosforečnanu sodného v jeho 0,2 molárním vodném roztoku?

Příklad 5.86: Jaké množství mravenčanu sodného je třeba rozpustit v objemu 500 ml vody, aby roztok měl pH = 8 ?
K(HCOOH) = 2·10^–4; M_r(HCOONa) = 68,00.

Příklad 5.87: Jaký je stupeň hydrolýzy a hodnota pH 0,1 molárního roztoku uhličitanu sodného? pK₁ = 6,352; pK₂ = 10,329.

Příklad 5.88: Vypočtěte pH roztoku šťavelanu sodného koncentrace 0,01 mol·l^-1! pK₁ = 1,25; pK₂ = 4,285.