home
prevnext
chemické reakce elektrochemie

Iontové rovnováhy

Chemické reakce: Elektrochemické reakce, Iontové rovnováhy

iontové rovnováhy Do vodného roztoku čpavku (asi 1M) s přídavkem fenolftaleinu (fialovočervené zbarvení) se přidá trochu NH4Cl. Červená barva zmizí. V roztoku se vyskytují dvě chemické reakce:

  1. disociace amoniaku
    K1 = [NH4+] [OH−/[NH4OH] = 1,8.10−5
  2. ionizace vody Kw = [H+] [OH−] = 1.10−14
Podmínka elektroneutrality je v tomto případě následující
[H+] + [NH4+] = [OH−]
Hydroxylové ionty pocházejí jak z disociace čpavku, tak z ionizace vody. Zanedbáme-li ionizaci vody, pak [NH4+] = [OH−] = x a dosazením dostaneme
K1 = x2/(1−x)
odkud po vyřešení kvadratické rovnice získáme x = 4,23.10−3. (Pokud bychom nezanedbali v tomto kroku ionizaci vody, museli bychom řešit kubickou rovnici, rozdíl by však byl nepatrný.) Známe-li koncentraci hydroxylových iontů, vypočteme pH vzniklého roztoku z druhé rovnováhy.
[H+] = Kw/[OH−] = 1.10−14/4,23.10−3 = 2,36.10−12 mol/dm3
a pH výsledného roztoku je 11,63. Jestliže červená barva fenolftaleinu vymizí při pH = 9, kolik chloridu amonného musíme přidat? Má-li výsledné pH být 9, znamená to, že koncentrace hydroxylových iontů musí klesnout ze 4,2.10−3 na [OH−] = Kw/[H+] = 1.10−14/1.10−9 = 1.10−5 mol/dm3. Podmínku neutrality lze (při zanedbání ionizace vody) psát:
[NH4+] = [OH−] + [Cl−]
Má-li být koncentrace hydroxylových iontů 1.10−5, můžeme snadno vypočítat množství chloridových iontů:
K1 = [OH−]([OH−]+x)/(1−[OH−])
Odkud získáme x = 1,8 mol/dm3. K 1 M roztoku amoniaku bychom tedy museli přidat 1,8 mol chloridu amonného na litr.

Chemické reakce: Iontové rovnováhy
Elektrochemie: Elektrochemické reakce