-
Víme, že když necháme vodu jen tak ležet,
-
čili máme tu nějakou vodu,
tak nastane rovnováha,
-
ve které dochází k autoprotolýze.
-
Čili malá část odštěpí vodíkový ion.
-
A my víme, že ten ve skutečnosti
bude ve formě oxonia.
-
Že vodíky se samy naváží
na další molekuly vody.
-
A to by bylo H₃O plus,
ale pro jednoduchost budeme
-
psát jen vodíkový ion.
-
Což je vlastně jen tak plující proton.
-
Plus hydroxidový ion.
-
Také víme, že v rovnovážném stavu
-
při 25 stupních Celsia...
-
...a pamatujte, že rovnovážná konstanta
-
a rovnovážné reakce jsou
závislé jen na teplotě,
-
na ničem jiném...
-
Pro danou molekulu, samozřejmě.
-
Takže, při 25 stupních Celsia.
-
A také víme, to jsme si říkali
v předminulém videu,
-
že rovnovážná konstanta je
-
koncentrace produktů dělená
koncentrací reaktantů.
-
Ale reaktant je v této reakci jen voda.
-
Je to současně rozpouštědlo.
-
A když je reaktant prostě všude,
-
tak, jak lze asi odhadnout,
-
pravděpodobnost jejího nalezení je 1.
-
Ta voda tam prostě pořád je, takže ji nezahrnujeme.
-
Čili to můžeme třeba vydělit,
tohle prostě je rovné
-
rovnovážné konstantě vody
(neboli iontovému součinu vody).
-
Už víme, že to je 10 na –14,
-
protože voda sama o sobě
má koncentraci vodíkových iontů 10 na –7
-
a koncentrace hydroxidových iontů
je také 10 na –7.
-
A když to všechno logaritmujete,
čili když uděláte pKw...
-
Co to vlastně je?
-
Když před něco napíšete p,
znamená to,
-
že z toho uděláte záporný logaritmus.
-
Takže logaritmus 10 na –14
-
je –14.
-
Takže záporný logaritmus je prostě 14.
-
pKw je 14 a to je rovno...
-
...když vezmu záporný
logaritmus tady toho vpravo.
-
To je jenom logaritmování.
-
To je víc matematika než chemie.
-
Takže záporný logaritmus z koncentrace
H⁺ krát OH⁻.
-
To je to samé, jen logaritmování.
-
Je to to samé jako minus logaritmus z H⁺
-
a pak můžeme říci plus
záporný logaritmus OH⁻.
-
A to je co?
-
To je prostě pH, které je rovné
-
zápornému logaritmu.
-
Tohle je 10 na −7, že?
-
10 na −7.
-
Logaritmus toho je −7.
-
Vepředu je minus.
-
Čili pH je rovno 7.
-
A co je tohle?
-
Toto.
-
To je naše pOH.
-
Záporný logaritmus koncentrace
hydroxidových iontů.
-
A samozřejmě to je také 10 na −7.
-
Logaritmus toho je −7.
-
Vepředu je minus.
-
pOH je rovno 7.
-
Takže tady máte ten malý vzoreček, že pKw,
-
tedy záporný logaritmus
iontového součinu vody,
-
pKw je rovné pH vody plus pOH vody.
-
A to, při 25 stupních Celsia,
je ta věc, která zůstane konstantní.
-
Teď to totiž trošku rozházíme
přidáním kyselin a zásad.
-
Tahle věc bude vždycky
14 (při 25 stupních Celsia).
-
Pamatujte si,
že dokud bude teplota konstantní
-
a nebudete měnit složení,
-
rovnovážná konstanta zůstane konstantní.
-
Proto jí říkáme konstanta.
-
Takže když máme tohle ujasněno,
zamysleme se nad tím,
-
co se stane,
když dám nějakou kyselinu do...
-
řekněme, že mám kyselinu chlorovodíkovou.
-
HCl.
-
Zkusím využít barvy trochu lépe.
-
Takže mám kyselinu chlorovodíkovou.
-
Je ve vodném roztoku.
-
Víme, že zcela disociuje, což znamená,
-
že jí opouští vodíkový kation,
-
který se přirozeně
připojí k jiné molekule vody
-
a vytvoří oxoniový kationt.
-
Plus chloridový anion.
-
Přímo tady.
-
A řekněme, že to udělám s jednomolární,
-
víte, že se to také píše jako 1M,
-
kyselinou chlorovodíkovou,
-
Takže, co vlastně dělám?
-
Použiji jednomolární
kyselinu chlorovodíkovou,
-
což vlastně znamená
1 mol HCl na litr celého roztoku.
-
Což je většinově voda.
-
Je to přeci vodný roztok.
-
Vztažený na litr vody, souhlasíte?
-
Takže jaká bude koncentrace těchto věcí?
-
Nebo konkrétně:
Jaká bude koncentrace
-
vodíkových kationtů?
-
Víme, že to zcela disociuje, že?
-
Takže tohle všechno...
To není rovnovážná reakce!
-
Pozor na to!
-
Nakreslil jsem tu jen
jednosměrnou šipku doprava.
-
Není tu ani malinkatá šipka doleva.
-
Toto je silná kyselina chlorovodíková.
-
Takže, kdybyste měli molární vodný roztok
kyseliny chlorovodíkové,
-
neviděli byste nic z tohoto.
-
Viděli byste jen toto.
-
Takže koncentrace vodíkových kationtů
-
bude rovna 1 molu na litr.
-
A bude tu také 1 mol na litr chloridových aniontů,
-
ale to nás vůbec nezajímá.
-
Pokud jsem to ještě neřekl,
bude dobré si ujasnit,
-
jaké je pH tohoto roztoku.
-
Teď, když do neutrální vody přidáme
chlorovodíkovou kyselinu.
-
Víme, že pH je koncentrace
vodíkových kationtů.
-
Tu již tady máme napsanou.
-
Je to 1 mol na litr roztoku.
-
Takže pH bude rovno zápornému dekadickému
logaritmu z koncentrace vodíkových iontů.
-
Tedy –log 1.
-
10 na kolikátou je rovno jedné?
-
Cokoliv na nultou je přeci rovno jedné.
-
Platí to i pro desítku.
-
Záporný logaritmus deseti je –0, tedy prostě 0.
-
Takže naše pH je 0.
-
Takže když máme
jednomolární kyselinu chlorovodíkovou
-
a nalijete jí do vodného roztoku...
-
No, vlastně tím říkám,
že jsme dali kyselinu do vody,
-
když říkám, že je roztok 1 molární.
-
Takže když máme
koncentraci 1 mol na litr roztoku,
-
kde rozpouštědlem je voda,
-
budeme mít pH rovno 0.
-
pH vody bez jakékoliv kyseliny bylo
-
rovné 7.
-
A tomu se říká neutrální pH.
-
Teď víme, že když máte vodný roztok
-
1 molární kyseliny chlorovodíkové,
budeme mít pH roztoku rovno nule.
-
Zjevně je nízké pH znakem kyselosti.
-
A to jsme již také říkali
v předchozích videích.
-
A řekněme si,
jaké je pOH kyseliny chlorovodíkové.
-
pOH kyseliny chlorovodíkové
ve vodném roztoku.
-
To všechno souvisí s Le Chatelierovým principem, že?
-
Když se vrátíme k tomu, co jsme řekli…
-
Tohle je jen čístá voda.
-
Kdybychom do ní dali
molární kyselinu chlorovodíkovou,
-
vlastně tam prostě
sypeme tunu vodíkových protonů.
-
Navyšujeme koncentraci tohoto.
-
A Le Chatelierův princip říká:
A tohle všechno znamená,
-
že spousta tohoto se požere
-
a reakce poběží tímto směrem.
-
Rovnovážná reakce poběží tímto směrem.
-
Ale pozor!
-
Čistá voda má koncentraci
vodíkových iontů jen 10 na –7.
-
Je tam milion…
-
Chci říct, že je tam jedna
desetimiliontina molu na litr.
-
Teď, když tam hodíme 10 na 7...
-
Když do té vody hodíme 10 milionkrát
tolik vodíkových kationtů
-
tak se tohle všechno prostě požere.
-
Možná to půjde sem.
-
A tak koncentrace tohoto
spadne skutečně hluboko,
-
protože přidáváme spoustu kyseliny,
-
a koncentrace tohoto vzroste,
protože to může požrat
-
jenom tu trochu těchto iontů.
-
Těch je tam ale málo.
-
Je to jenom (10 na –7)molární roztok tohoto.
-
Koncentrace protonů
skončí jako jednomolární.
-
Je to tak, protože se ta
(10 na –7)molární koncentrace H(+)
-
a (10 na –7)molární koncentrace OH⁻
„pokrátí“.
-
Jaká bude koncentrace OH⁻?
-
Už víme, že při 25 stupních je pKw je 14
-
a že pKw vody je rovna pH plus
-
plus pOH roztoku.
-
Takže pH kyseliny chlorovodíkové je 0.
-
Máme molární kyselinu chlorovodíkovou.
-
Pak je pOH molární
kyseliny chlorovodíkové 14.
-
Takže pOH se rovná 14.
-
Teď zkusíme to samé se zásadou
-
a zjistíme, jaké bude pH.
-
Silná báze.
-
A myslím, že pochopíte,
že všechno bude opačně.
-
Řekněme, že máme hydroxid draselný.
-
To je silná báze.
-
Zcela ve vodě disociuje
na draselné kationty.
-
Draselné kationty
-
plus hydroxidové anionty.
-
Je zcela disociovaný.
-
Takže, když něco dám
do vodného roztoku...
-
...radši to zapíšu.
-
Vodný roztok pochopitelně znamená,
že to je ve vodě.
-
A když v ní budeme mít jednomolární...
-
...víme, že na koncentraci záleží.
-
Nemůžete jen tak říct: „Kyselina
chlorovodíková má pH 0.“
-
Musíte říct, že 1M roztok
kyseliny chlorovodíkové má pH 0.
-
A já to ani nenapsal.
-
To je chyba.
-
Jednomolární.
-
A už nechám na vás,
abyste přišli na pH a pOH
-
dvoumolární kyseliny chlorovodíkové.
-
Nebo 10molární kyseliny chlorovodíkové.
-
Zkuste tedy přijít na pH těchto roztoků.
-
Ale když budeme mít jednomolární hydroxid draselný.
-
Mám jednomolární hydroxid,
-
který ve vodě zcela disociuje.
-
Takže nic z toho nám tu nezbude.
-
Jaká je koncentrace OH⁻?
-
Měla by být jednomolární.
-
Když jsme měli mol na litr tohoto,
budeme mít i mol na litr tohoto.
-
Protože tohle všechno
prostě zmizí ve vodě.
-
Takže jaké bude pOH?
-
pOH je záporný logaritmus tohoto.
-
Logaritmus jedné je 0.
-
Zápor nuly je 0.
-
A pH je v tom případě...
-
...mohli byste říct: „Vždyť to je
koncentrace vodíku, kterou neznáme.“
-
Víme ale,
že když vezmeme trochu tohoto,
-
vysaje trochu vodíků
a jejich koncentrace klesne.
-
Jak to ale změřit?
-
Vzpomeňte si:
-
25 stupňů Celsia.
-
Rovnovážná konstanta vody je rovna
-
pH plus pOH.
-
To jsme si řekli na začátku.
-
Takže 14 se rovná pH plus 0.
-
To je momentálně naše pOH.
-
Takže naše pH je 14.
-
Takže když budu mít
molární hydroxid draselný,
-
což máme v našem případě, ale platí
to pro každou silnou zásadu...
-
Zapíšu to: jednomolární silná zásada.
-
Pamatujte, silný je jakýsi
oficiální chemický termín.
-
Znamená to úplnou disociaci.
-
Máme pH 14 a pOH 0.
-
Když máme jednomolární silnou kyselinu...
-
Když někdo řekne, že mají něco s pH 0,
-
co by na vás rád hodil,
měli byste se vzdát.
-
Protože to pravděpodobně sníží vaši
-
naději na...
no, to je teď jedno.
-
Řekněme, že máte molární silnou kyselinu.
-
Má pH 0 a pOH 14.
-
Nicméně vám možná v dalším videu ukážu,
-
to by vám mohlo udělat představu,
že je to srovnávatelná veličina.
-
To, že 0 je tak kyselé,
jak to jen jde, a 14 je tak zásadité,
-
jak to jen jde (pokud jde o pH),
ale není to pravda.
-
Můžete se klidně dostat nad
nebo pod tuto škálu.
-
To platilo pro 1molární silnou kyselinu.
-
Kdybychom měli 2molární silnou kyselinu,
nebo lépe 10ti molární.
-
Řekněme, že máme koncentraci
-
vodíkových iontů 10 molů na litr.
-
Máme desetimolární silnou kyselinu
-
a dáme jído vodného roztoku.
-
Jaké bude pH?
-
pH bude záporný dekadický logaritmus 10,
-
logaritmus deseti o základu 10, to je 1.
-
10 na první je 10.
-
Záporný logaritmus je –1
-
Takže pH –1 by bylo,
kdybyste měli 10molární kyselinu
-
třeba chlorovodíkovou nebo
dusičnou nebo něco takového.
-
Nicméně, to je pro toto video vše.
-
Uvidíme se příště.
