Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
!! 17.06.2018 (Jel.) Khanova škola zve nadšence ke spolupráci na překladech návodů pro učitele a rodiče.
! 04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
17.01.2016 (Jel.) Rok 2016 s novými a novějšími krystaly od kolegy Pavla!
17.01.2016 (Jel.) Nabídka knih z oborů matematiky, fyziky, chemie
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

  • Hlavní strana
  • » Chemie
  • » Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň? (TOTO TÉMA JE VYŘEŠENÉ)

#1 26. 05. 2019 19:47

DavidMath
Místo: Zlín
Příspěvky: 343
Škola: UTB FT
Pozice: Student
Reputace:   
Web
 

Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

Dobrý den,
Měl bych, prosím, jednu nesrovnalost, které nerozumím. Kamarádka s vyučujícím tento příklad osobně počítala, takže by měl být na 100 % a pan docent je na svůj předmět vysloveně odborník, takže pochybuji, že se spletl.

Napřed k zadání, i když není úplně potřebné, abyste alespoň věděli, o čem chci mluvit:
* Vypočtěte hodnotu pH 250 ml roztoku připraveného z 1 g dihydrátu uhličitanu draselného!

No, postup výpočtu je úplně stejný u mě i u kámošky, až na jednu zvláštnost, ke které dojdu:

c = m/M*V = 1 g/(174,236 g/mol * 0,25 l) = 0,02296 mol/l

No a pomocí koncentrace mohu vypočítat hodnotu pH. Vím, že uhličitan draselný dihydrát je sůl silné zásady (KOH) a sůl slabé kyseliny (H2CO3).
Co vím na 100 % že ve vyuce říkal je to, že u slabých kyselin se pka volí VŽDY do prvního stupně! Vždy!

Proto mě překvapilo, že kamarádka trvá na tom, že to s vyučujícím počítala a že tam má druhý stupeň u tohoto případu zvolený dobře.

Proto se ptám, jak je možné, že pka se zde volí do druhého stupně, když se jedná o sůl slabé kyseliny? Má se volit do prvního stupně, vždy jsme tedy volili do prvního stupně v případě, že se jednalo o slabou kyselinu:

pH = 7 + 1/2 pka + 1/2 log cs je vzoreček pro výpočet pH pro sůl silné zásady a sůl slabé kyseliny.
Já bych zvolil 1. stupeň pka (6,37), ale oni tam mají 2. stupeň pka (10,25)

Proč? Jediné co mě napadlo, je to třeba tím, že se jedná o HYDRÁT (dihydrát) ???

Děkuji

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) DavidMath)

#2 27. 05. 2019 21:09

pietro
Příspěvky: 4366
Reputace:   182 
 

Re: Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

↑ DavidMath: ahoj, zopár poznámok na začiatok...

http://www.aqion.onl/

https://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_carbonate

k2co3 je 1.5 hydrát
sesquihydrate K2CO3.1.5H2O ("potash hydrate").

Offline

 

#3 28. 05. 2019 19:58

DavidMath
Místo: Zlín
Příspěvky: 343
Škola: UTB FT
Pozice: Student
Reputace:   
Web
 

Re: Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

↑ pietro:

Dobrý den.
To mam brát jako odpověď? :)
Nenašel jsem tam nic, co by dle me souviselo s mou otázkou :)
Diky

Offline

 

#4 28. 05. 2019 22:37 — Editoval pietro (28. 05. 2019 22:41)

pietro
Příspěvky: 4366
Reputace:   182 
 

Re: Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

Ahoj, výpočet koncentrácie molekúl a iónov v roztoku je založený na principe riešenia dvoch druhov rovníc.

1. Lineárne, to sú vlastne bilancie vychádzajúce zo zakona zachovania.
2. Nelinearne, používajúce rovnovážne konštanty.

A to je problém vyriešiť takú sústavu, keď má napr. 6 neznámych.

Zjednodušujúcimi predpokladmi sa však dá vytvoriť vzorec, zhruba vystihujuci pomery zloziek v roztoku.
A takým zjednodušujucim predpokladom je myslim aj to, že sa uvažuje len jeden stupeň disociacie.

Predložený online výpočet na
www.aqion.onl ako vidno ráta aj so vzdušným kyslikom a CO2.
Zatiaľ co som ho testoval javí sa mi v pohode. :-)

Offline

 

#5 28. 05. 2019 23:12

pietro
Příspěvky: 4366
Reputace:   182 
 

Re: Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

Ešte stručnejšie: aby sa dostal pekný vzorec, je treba prijať zjednodušenia.

Offline

 

#6 29. 05. 2019 08:54

Jozka2
Příspěvky: 196
Reputace:   13 
 

Re: Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

↑ DavidMath:

Jasnější by byl jiný postup:
Ion CO3-- je slabá báze o pKb1 = 14-10,25 = 3,75 a pKb2 = 14 - 6,38 = 7,62. Když budeme uvažovat její disociaci do 1. stupně (analogicky se slabými kyselinami), je možné disociaci do druhého stupně zanedbat. To, co způsobuje nejasnosti je, že místo vztahu
pOH = 0,5*(pKb1 - log(c(CO3--))) a v dalším kroku pH = 14 - pOH
použijeme vztah
pH = 7 + 1/2 pka + 1/2 log (cs).
Pak ovšem musíme použít pKa2.

Stačí?

Offline

 

#7 30. 05. 2019 01:25 — Editoval DavidMath (30. 05. 2019 01:27)

DavidMath
Místo: Zlín
Příspěvky: 343
Škola: UTB FT
Pozice: Student
Reputace:   
Web
 

Re: Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

↑ Jozka2:

Děkuji za odpověď.
Popravdě ovšem stále nechápu, jaktože mám používat pka do druhého stupně.

Omlouvám se, že jsem to i přes vysvětlení nepochopil, každopádně na čem to tedy záleží, kdy použít první a kdy druhý? Samozřejmě záleží na tom, jak je kyselina v dané rekaci disociována, ale přece jak jste mi dal za pravdu, u slabých kyselin používáme vždy 1. disociační stupeň.

V jakých případech a proč i v tomto případě používáme druhý stupeň?

Děkuji a ještě jednou sorry, že jsem to nepochopil :D

Offline

 

#8 30. 05. 2019 13:08 — Editoval Jozka2 (30. 05. 2019 13:09)

Jozka2
Příspěvky: 196
Reputace:   13 
 

Re: Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

↑ DavidMath:

Točíme se kolem problému výpočtu pH slabé zásady.  Nemáme k dispozici pKb, jen pKa. Proto jej použijeme  k výpočtu příslušného pKb. U jednosytné kyseliny by problém nebyl. Jak je to u dvojsytné kyseliny a její soli?
Pro konjugovaný pár platí, že pKa + pKb = 14. Tohle funguje u jednosytné kyseliny. U dvojsytné kyseliny disociační konstanty a konjugované páry  souvisí takto: pKa1/pKb2 a pBa2/pKb1.
Máme rovnici HCO3-  ⇔ H+ + CO3-- . Disociační rovnováhu zleva doprava udává pKa2, v opačné směru  jde spíše o rovnici CO3-- + H2O ⇔ HCO3- + OH- a popisuje ji pKb1. Pokud potřebuji, vypočtu pKb1 jako pKb1 = 14 - pKa2.
Použitý vztah pro pH je odvozen takto:
pH = 14 - 0,5*(pKb1 - log(cb)) = 14 - 0,5*(14 - pKa2 - log(cb)) = 14 - 7 + pKa2 + log(cb) =
= 7 + 0,5*pKa2 + 0,5*log(cb)

Stačí?

Ps: Pro sůl slabé kyseliny cb = cs.

Offline

 

#9 01. 06. 2019 10:56

houbar
Moderátor
Příspěvky: 903
Škola: UPCE, KonzPCE
Pozice: student
Reputace:   42 
 

Re: Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

Zdravím, pokusím se vnést do této značně zatemněné diskuse trochu světla.

Kyselina uhličitá je H2CO3
Hydrogenuhličitan (produkt disociace do prvního stupně) je HCO3–
Uhličitan (produkt disociace do druhého stupně) je (CO3)2–

Zásadní poznatek: uhličitan draselný není kyselina. Odpovídající kyselinou je kyselina uhličitá, s tou však nepracujeme.

Pokud připravíme roztok z něčeho, co obsahuje uhličitanové anionty (CO3)2–, tak logicky nemůžeme počítat s konstantou pKa kyseliny uhličité do prvního stupně, která uvažuje rovnováhu mezi kyselinou uhličitou a hydrogenuhličitanem, protože ani jedna z těchto species v roztoku není. Protože do roztoku nasypeme anionty uhličitanu, tak vezmeme pKa do druhého stupně, tedy rovnováhu uhličitan – hydrogenuhličitan.
Pokud bychom vzali například jedlou sodu - NaHCO3 (hydrogenuhličitan sodný), pak bychom vzali pKa do prvního stupně, protože hydrogenuhličitan je také zásada a přijímat vodíkové kationty zde bude právě on za vzniku kyseliny uhličité. (narozdíl od předchozího příkladu, kdy je příjemcem H+ uhličitanový anion a vznikne zde hydrogenuhličitan)

To jestli je nějaká látka hydrát, nebo není, je pro výpočet pH naprosto irelevantní. To ovlivní pouze koncentraci (hydrát má vyšší molární hmotnost).


Doučím M, Ch v okolí Pardubic
Press any key to continue. Alt + F4?

Offline

 

#10 01. 06. 2019 11:31

Jozka2
Příspěvky: 196
Reputace:   13 
 

Re: Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

↑ houbar:

S tím hydrogenuhličitanem to bude trochu složitější, stejně jako s jinými amfolyty. Především v čistém roztoku Budou současně existovat obě rovnováhy:
HCO3- +  H2O  ⇔ H2CO3 + OH-  a  HCO3- + H2O = H3O+ + CO3--. Výsledné pH nebude záviset na koncentraci a bude vyjádřeno vztahem pH = (pKa1 + pKa2)/2. Přídavkem kyseliny  přejde tento stav do rovnováhy
H2CO3/HCO3-, přídavkem zásady do rovnováhy HCO3-/CO3--.

Offline

 

#11 03. 06. 2019 17:30

pietro
Příspěvky: 4366
Reputace:   182 
 

Re: Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň?

↑ DavidMath: ešte niečo podobné aj týchto trápilo roky  Odkaz

Offline

 
  • Hlavní strana
  • » Chemie
  • » Slabá kyselina - proč druhý disociační stupeň? (TOTO TÉMA JE VYŘEŠENÉ)

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson