Kui vaadelda vett iseseisvalt,
siis selles on tasakaal vee ja selle dissotsieerunud versiooni vahel.
Väike osa veest muutub vesinikioonideks,
mis reaalselt esinevad siiski hüdrooniumina.
Vesinikioonid ühinevad teiste veemolekulidega.
See peaks tegelikult olema H3O, kuid kirjutame selle siiski vesinikioonina.
Vesinikioon on tegelikkuses prooton.
Pluss hüdroksiidioon.
Vaatleme vee tasakaaluolekut 25 kraadi Celsiuse juures.
Pidagem meeles, et tasakaalukonstandid ja -reaktsioonid sõltuvad vaid temperatuurist.
Mitte millestki muust.
Mingi konkreetse molekuli jaoks loomulikult.
Niisiis, 25 kraadi Celiust.
Üle-eelmises videos vaatlesime tasakaalukonstanti,
mis on reaktsiooni produktide kontsentratsioonide korrutis
jagatud reagentide kontsentratsioonide korrutisega.
Antud juhul on reagendiks vesi.
Vesi on lahusti.
Antud juhul on reagent kõikjal lahuses.
Seega reagendi leidmise tõenäosus lahuses on 1.
Kuna antud juhul on reagent alati olemas, siis seda ei lisata.
Võime kirjutada lihtsalt jagatud 1-ga.
See on võrdne vee dissotsiatsioonikonstandiga.
Õppisime, et selle konstandi väärtus on 10 astme miinus 14.
Sest vees on vesinikioonide kontsentratsioon 10 astmes miinus 7 ning
hüdroksiidioonide kontsentratsioon on samuti 10 astmes miinus 7.
Kui nüüd võtta sellest kõigest logaritm.
Kui võtta pKw.
Mis see on?
Kui kirjutada millegi ette p, siis tähendab see, et võetakse negatiivne logaritm.
Negatiivne logaritm 10 astmes miinus 14-st:
logaritm (alusel 10) 10 astmes miinus 14-st on miinus 14.
Negatiivne logaritm on seega 14.
pKw on seega 14 ning see võrdub...
Võtame paremast poolest negatiivse logaritmi.
See on logaritmi omadus.
See on rohkem matemaatika kui keemia.
Logaritm vesinik- ja hüdroksiidioonide korrutisest.
See on samaväärne.
See on sama, kui miinus logaritm vesinikioonide kontsentratsioonist miinus
logaritm hüdroksiidioonide kontsentratsioonist
Mis me saame?
See siin on pH,
mis on võrdne negatiivse logaritmiga vesinikioonide kontsentratsoonist.
See siin on 10 astmes miinus 7, eks ole?
10 astmes miinus 7.
Selle logaritm on miinus 7.
Ees on veel üks miinus.
Seega pH on 7.
Ja mis see on?
See siin.
See on pOH.
Negatiivne logaritm hüdroksiidioonide kontsentratsioonist.
Loomulikult on ka see 10 astmes miinus 7.
Leiame pOH. Logaritm sellest on miinus 7.
Üks miinus on veel logaritmi ees.
Saame vastuseks 7.
Saame järgmise valemi:
pKw (negatiivne logaritm vee dissotsiatsioonikonstandist) võrdub
vee pH pluss vee pOH.
25 kraadi Celsiuse juures on pKw konstant.
Järgnevalt asume veele happe ja aluse lisamise juurde.
pKe on 25 kraadi Celsiuse juures alati 14.
Pidagem meeles, et niikaua, kui temperatuur on konstantne ning
me ei puutu molekuli ennast,
jääb tasakaalukonstant alati samaks.
Sellepärast seda nimetataksegi konstandiks.
Liigutame selle kõik nüüd eest ära.
Olgu meil mingi kogus soolhapet,
mis juhtub, kui lisada seda vette?
Kasutan erinevaid värve.
Olgu meil mingi kogus soolhapet.
See on vesilahuses.
On teada, et see dissotsieerub täielikult,
mis tähendab seda, et tekivad vesinikioonid,
mis omakorda ühinevad veemolekulidega, moodustades hüdrooniumi.
Pluss kloriidi anioon (negatiivne ioon).
Siin.
Olgu meil 1 M (mol/l) soolhape.
Selgitame lähemalt.
Kui võtta 1 M soolhapet, siis tähendab see, et
selles soolhappe lahuses on 1 mool vesinikkloriidi liitri lahuse kohta.
Lahus on suuremas osas vesi.
See on vesilahusl
Liitrit vee kohta, eks ole?
Milline on nüüd nende ioonide kontsentratsioon?
Eriti huvitab meid, milline on vesinikioonide kontsentratsioon.
Vesinikkloriid dissotsieerus täielikult, eks ole?
Kogu vesinikkloriid - see ei ole tasakaalureaktsioon.
Tuletame meelde.
Joonistasin vaid ühesuunalise noole paremale.
Vasakule pole isegi mitte väikest noolekest.
See on tugev soolhape.
Nii et kui lisada 1 mool vesinikkloriidi vesilahusesse,
siis vesinikloriidi enam pole, see dissotsieerub täielikult.
Jäävad vaid need ioonid.
Vesinikioonide kontsentratsioon selles vesilahuses on nüüd 1 M (mol/l).
Lahuses on ka 1 mool kloriidioone, kui see pole siinkohal tähtis.
Nüüd oleks tore teada, milline on selle lahuse pH,
peale vesinikkloriidi lisamist.
pH on vesinikioonide kontsentratsioon.
Me juba teame vesinikioonide kontsentratsiooni,
see on 1 M ehk 1 mool liitri lahuse kohta.
pH võrdub seega negatiivse logaritmiga vesinikioonide kontsentratsioonist.
Ehk ühest.
Millisele astmele on vaja 10 võtta, et saada tulemuseks 1?
Suvaline arv astmes 0 võrdub 1, kaasa arvatud 10.
See võrdub 0, miinus 0 võrdub 0.
Seega pH on 0.
Seega, kui on 1 M soolhape ja
see lisada vesilahusele, siis...
Pidasin silmas siiski seda, et kui soolhappe lahus on peale vesinikkloriidi lisamist vesilahusele 1-molaarne,
ehk kui vesinikioonide kontsentratsioon on 1 mool liitri lahuse kohta,
siis selle lahuse pH on 0
pH 0
Puhta vee (kuhu pole lisatud hapet) pH on 7.
Seda nimetatakse neutraalseks pH-ks.
Nüüd me teame, et kui meil on 1 M soolhappe lahus -
kirjutan selle punasega -
siis selle lahuse pH on 0.
On ilmselge, et madalam pH tähendab suuremat happelisust.
Vaatlesime seda eelmises videos.
Leiame nüüd, milline on selle soolhappe lahuse pOH.
Soolhappe vesilahuse pOH.
Kasutame Le Chaterier printsiipi.
Lähme tagasi selle juurde, millest rääkisime enne.
See siin on puhas vesi.
Kui lisada siia 1 M soolhapet ,
siis oleks see juskui lisada mingi ülisuur kogus vesinikioone.
Vesinikioonide kontsentratsioon suureneb olulisel määral.
Le Chaterier printsiibi kohaselt
hüdroksiidioonide kontsentratsioon väheneb
ning reaktsiooni suund pöördub vasakule.
Tasakaaluvõrrandi suund muutub vasakule.
Kuid tuletame meelde.
Vees endas oli vesinikioonide kontsentratsioon vaid 10 astmes miinus 7.
Nüüd lisame sellel tohutu koguse.
Puhtas vees oli vesinikioonide kontsentratsioon 1/10000000 mol/l.
Nüüd lisame... kui palju?
10 astmes 7.
Lisame veele juurde 10 miljonit korda rohkem vesinikioone.
Kõik see seguneb lahuses.
Hüdroksiidioonide kontsentratsioon väheneb oluliselt,
sest lisati suur kogus vesinikioone.
Vesinikioonide kontsentratsioon jällegi tõuseb,
sest need saavad tarbida vaid niipalju hüdroksiidioone.
Hüdroksiidioone on väga vähe,
kõigest 10 astmes miinus 7 mol/l.
Vesinikioonide kontsentratsioon on 1 mol/l.
Kui vesinikioonide kontsentratsioon on 1 M...
sest 10 astmes miinus 7 M
tarbitakse ära nende poolt siin.
Milline on hüdroksiidioonide lõplik kontsentratsioon?
Me juba teame, et 25 kraadi Celsiuse juures on vee pKw 14
ning pKw võrdub lahuse pH pluss pOH.
Antud juhul on 1 M soolhappe lahuse pH 0, eks ole?
Siis 1 M soolhappe lahuse pOH on 14.
pOH võrdub 14.
Teeme nüüd sarnase näite läbi alusega
ning leiame, milline on selle lahuse pH.
Tugev alus
Peagi näete, et kõik on täpselt vastupidine.
Olgu aluseks kaaliumhüdroksiid.
See on tugev alus,
seega dissotseerub vees täielikult kaaliumkatioonideks,
positiivselt laetud ioonideks.
Pluss hüdroksiidanioonideks.
See dissotseerub täielikult.
Kui ma lisan midagi vesilahusele...
Panen selle kirja.
Vesilahus tähendab, et aine on lahustunud vees.
Lisame 1 mooli KOH-i.
Tuletame meelde, et kontsentratsioon on oluline.
Ei saa lihtsalt öelda, et soolhappe pH on 0.
Ei.
Õige on öelda, et 1-molaarse soolhappe lahuse pH on 0.
Ma tegelikult ei kirjutanud seda välja.
Kirjutan nüüd.
1 M.
Jätan teile arvutada, milline on pH või pOH
2-molaarse soolhappe lahuse puhul
või 10-molaarse soolhappe lahuse puhul.
Leidke, millised on need pH-d.
Olgu meil 1 M kaaliumhüdroksiid.
1-molaarne KOH.
See dissotseerub veel täielikult.
KOH-d ei jää järgi.
Kui suur on OH (hüdroksiidioonide) kontsentratsioon?
OH kontsentratsioon on 1 M.
On mul õigus?
Kui oli 1 mol/l seda, siis on ka 1 mol/l seda.
Sest kogu KOH dissotseerub vees.
Milline on pOH?
pOH on selle negatiivne logaritm.
Logaritm 1 võrdub 0.
Negatiivne 0 on 0.
pH on antud juhul...
Ei ole teada, milline on vesinikioonide kontsentratsioon,
kuid on teada, et kui lisada neid (hüdroksiidioone),
siis need ühinevad vesinikioonidega,
mistõttu vesinikioonide kontsentratsioon väheneb märgatavalt.
Kui kuidas seda mõõta?
Tuletame meelde
25 kraadi Celsiuse järgi.
pKw võrdub pH pluss pOH.
Näitasime seda selle video alguses.
Seega, 14 võrdub pH pluss 0.
0 on antud juhul pOH.
Saame, et pH on 14.
Seega, kui on 1 M tugeva aluse (antud näite puhul KOH) lahus...
Kirjutan selle välja.
1-molaarne tugev alus.
Jätame meelde, et tugev on keemias ametlik mõiste -
see tähendab täielikku dissotsatsiooni.
Tugeva aluse puhul on pH 14 ja pOH 0.
Olgu 1 M tugev hape.
Kui keegi näiteks ütleb, et neil on midagi, mille pH on 0
ja nad sooviksid seda teie pihta visata, siis tasuks keelduda,
sest see võib teile tõsiseid vigastusi tekitada.
Olgu meil 1 M tugev hape.
Selle pH on 0 ja pOH on 14.
Võibolla järgmises videos ma näitan teile...
Siit võib jääda mulje, et tegemist on absoluutse skaalaga.
Siit võib jääda mulje, et tegemist on absoluutse skaalaga -
et 0 on kõige happelisem ja 14 on kõige aluselisem -
kuid see pole nii.
Skaalas saab minna veel kõrgemale kui 14 ja madalamale kui 0.
ph 0 oli 1 M tugeva happe puhul.
Milline oleks pH 2 M tugeva happe puhul... võtame parem -
milline oleks pH 10 M tugeva happe puhul
Nii.
Olgu vesinikioonide kontsentratsioon 10 M (mol/l).
Olgu 10 M tugeva happe vesilahus.
Milline on sellisel juhul pH?
pH on negatiivne logaritm (alusel 10) 10-st.
Logaritm alusel 10 10-st on 1.
10 astmes 1 on kümme.
See võrdub miinus 1.
Seega, 10 M tugeva happe (soolhape, lämmastikhape) lahuse puhul oleks pH -1.
Selle video materjaliga on nüüd kõik.
Kohtumiseni järgmises videos.