Acidobazické reakce
Elektrolyty jsou roztoky látek, které vedou elektrický proud. Patří sem zejména roztoky solí i roztoky mnohých kyselin a zásad. Působením molekul polárních rozpouštědel se molekuly těchto látek štěpí na ionty. Tento proces se nazývá elektrolytická disociace. Podle toho, zda nastává úplná nebo jen částečná disociace, rozdělujeme elektrolyty na silné a slabé. Silnými elektrolyty jsou např. vodné roztoky velké většiny dobře rozpustných solí, velmi slabým elektrolytem je např. voda.
S pojmem acidobazických reakcí úzce souvisí veličina vyjadřující kyselost nebo zásaditost roztoků. Voda je velmi slabým elektrolytem, neboť je jen nepatrně disociovaná na ionty. V disociačním procesu se ustaluje rovnováha mezi ionty a nedisociovanými molekulami.
\( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \leftrightarrow \mathrm{H}^{+}+\mathrm{OH}^{-} \)
Podle Kohlrauschových měření má tato konstanta pro čistou vodu o teplotě \( 25^{\circ} \mathrm{C} \) hodnotu: \( 1,02 \cdot 10^{-14} \mathrm{~mol}^{2} \cdot \mathrm{dm}^{-6} \). Na základě toho byla zavedena veličina \( p H \), která je definovaná jako záporný dekadický logaritmus aktivity oxoniových kationtů.
\( \mathrm{pH}=-\log \mathrm{c}\left(\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right) \quad \mathrm{pOH}=-\log \mathrm{c}\left(\mathrm{OH}^{-}\right) \quad \mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14 \)
Slabé elektrolyty naopak nejsou úplně disociovány v roztoku na ionty a část molekul zůstává ve formě nerozštěpených molekul. Disociační stupeň je pak dán vztahem:
\( \alpha=\frac{c^{\prime}}{c} \)
\( \alpha= \) disociační stupeň [1]
\( \mathrm{c}^{\prime}= \) koncentrace disociovaných molekul \( [\mathrm{mol} / \mathrm{l}] \)
\( \mathrm{c}= \) celková koncentrace \( [\mathrm{mol} / 1] \) Při velmi nízkých hodnotách \( \alpha \) je možno vypočítat disociační konstantu \( K \) nebo číselnou hodnotu koncentrace \( c \).
\( \alpha=\sqrt{\frac{K}{c}} \)
Výpočet pH roztoků slabých kyselin je potom dán relací:
\( \mathrm{pH}=\frac{1}{2} \mathrm{pK} \text { - }-\frac{1}{2} \log \left(\mathrm{c}_{\mathrm{HA}}\right) \)
Výpočet pH roztoků slabých zásad je dán relací:
\( \mathrm{pH}=14-\frac{1}{2} \mathrm{pK}_{\mathrm{b}}+\frac{1}{2} \log \left(\mathrm{c}_{\mathrm{B}}\right) \)
Výpočet pH roztoků solí slabých kyselin a silných zásad je dán relací:
\( \mathrm{pH}=7+\frac{1}{2} \mathrm{pK}_{\mathrm{a}}+\frac{1}{2} \log (\mathrm{cs}) \)
Výpočet pH roztoků solí silných kyselin a slabých zásad je dán relací:
\( \mathrm{pH}=7-\frac{1}{2} \mathrm{pK}_{\mathrm{b}}-\frac{1}{2} \log (\mathrm{cs}) \)
Výpočet pH roztoků solí slabých kyselin a slabých zásad je dán vztahem:
\( \mathrm{pH}=7+\frac{1}{2} \mathrm{pK}_{\mathrm{a}}-\frac{1}{2} \mathrm{pK}_{\mathrm{b}} \)