0:00:00.410,0:00:02.960 Řekněme, že mám nějakou slabou kyselinu. 0:00:02.960,0:00:06.150 Budu ji nazývat HA. 0:00:06.370,0:00:13.000 ‚A‛ je zástupce pro celou plejádu prvků,[br]které bych sem mohl vložit. 0:00:13.000,0:00:15.600 Může to být fluor, nebo amoniak. 0:00:15.600,0:00:17.600 Pokud přidáte ‚H‛, [br]vznikne amonný kationt. 0:00:17.600,0:00:20.090 Není to konkrétní prvek. 0:00:20.090,0:00:24.170 Je to jen obecný způsob,[br]jak zapsat kyselinu. 0:00:24.170,0:00:31.330 A řekněme, že je v rovnováze s... 0:00:31.330,0:00:34.720 A to už jste několikrát viděli,[br]s protonem. 0:00:34.720,0:00:39.276 A vše je ve vodném roztoku. 0:00:39.276,0:00:44.720 Tento proton odskočí z této sloučeniny[br]a z ní je konjugovaná báze A-. 0:00:44.720,0:00:48.420 Také bychom mohli napsat rovnováhu báze, 0:00:48.420,0:00:51.280 kde říkáme, že konjugovaná[br]báze by mohla disociovat, 0:00:51.280,0:00:55.650 nebo vzít vodík z vody a vytvořit OH. 0:00:55.650,0:00:57.170 A to už jsme dělali několikrát. 0:00:57.170,0:00:59.970 Ale není to cílem tohoto videa. 0:00:59.970,0:01:04.450 Pojďme trochu popřemýšlet nad tím,[br]co by se mohlo stát s rovnováhou, 0:01:04.450,0:01:06.580 pokud bychom ji nějak rozhodili. 0:01:06.580,0:01:11.410 A můžete si představit,[br]že se dotýkám Le Chatelierova principu, 0:01:11.410,0:01:14.180 který říká, že pokud jakkoliv[br]rozhodíte rovnováhu, 0:01:14.180,0:01:18.920 tak ta se pohne směrem,[br]kterým si od tohoto napětí uleví. 0:01:18.930,0:01:26.135 Řekněme, že napětí,[br]které vložím do systému... 0:01:26.135,0:01:29.465 Přidám tam… 0:01:29.465,0:01:30.870 Udělám to jinou barvou. 0:01:30.870,0:01:33.990 Přidám nějakou silnou bázi. 0:01:33.990,0:01:36.100 Příliš tmavá. 0:01:36.100,0:01:39.490 Přidám NaOH. 0:01:39.490,0:01:43.270 A víme, že je to silná báze, protože[br]jakmile ji vložíme do vodného roztoku, 0:01:43.270,0:01:49.060 tak sodík disociuje, ale důležitější je,[br]že v roztoku máte OH, 0:01:49.060,0:01:51.040 které si chtějí chytit vodíky. 0:01:51.040,0:01:57.130 Pokud přidáte OH do roztoku, co se stane[br]s každým molem, který přidáte, 0:01:57.130,0:02:02.840 co se stane s každou molekulou,[br]kterou přidáte do roztoku? 0:02:02.840,0:02:06.190 Bude vychytávat vodíkové kationty. 0:02:06.190,0:02:11.070 Například, pokud jste měli 1 mol[br]vodíkových iontu v roztoku 0:02:11.070,0:02:15.960 a přidali jste 1 mol hydroxidu[br]sodného do tohoto roztoku, 0:02:15.960,0:02:19.540 tak jakmile to uděláte,[br]všechno tohle zreaguje s tímto. 0:02:19.540,0:02:24.790 OH budou reagovat s H a tvořit vodu 0:02:24.790,0:02:27.320 a obojí zmizí v roztoku. 0:02:27.320,0:02:29.390 Nezmizely, ale přeměnily se na vodu. 0:02:29.390,0:02:32.280 A všechny tyto vodíkové kationty odejdou. 0:02:32.280,0:02:34.460 Minimálně ty, které tam původně byly. 0:02:34.460,0:02:36.890 Ten 1 mol vodíků zmizí. 0:02:36.890,0:02:39.980 Co by se stalo s touto reakcí? 0:02:39.980,0:02:41.690 Víme, že je to rovnovážná reakce. 0:02:41.690,0:02:44.570 Jakmile tyto vodíkové kationty zmizí, 0:02:44.920,0:02:46.950 jakmile tyto vodíkové kationty zmizí, 0:02:48.670,0:02:50.790 protože je to rovnovážná reakce, 0:02:50.790,0:02:52.430 nebo protože je to slabá báze, 0:02:52.430,0:02:58.870 tak se další HA rozpadne[br]na tyto 2 produkty, 0:02:58.870,0:03:01.320 aby se nahradila ztráta[br]těchto vodíkových kationtů. 0:03:01.320,0:03:03.360 Můžete si s tím pohrát v matematice. 0:03:03.360,0:03:10.700 Tento vodík na začátku poklesne[br]a pak to rychle směřuje k rovnováze. 0:03:10.700,0:03:13.600 A toto poklesne. 0:03:13.600,0:03:15.770 Toto stoupne. 0:03:15.770,0:03:17.540 A toto bude klesat méně. 0:03:17.540,0:03:22.280 Protože jakmile jste sem přidali NaOH,[br]tak pohltil všechny vodíkové kationty. 0:03:22.280,0:03:23.670 Ale pak máte tuto... 0:03:23.670,0:03:27.310 Můžete si to představit[br]jako rezervní kapacitu vodíku, 0:03:27.310,0:03:28.440 která produkuje vodíky. 0:03:28.440,0:03:31.950 A když se tyto ztratí,[br]tato slabá báze bude více disociovat. 0:03:31.950,0:03:36.460 Rovnováha se posune více tímto směrem. 0:03:36.460,0:03:38.190 Okamžitě to pohltí všechny H+, 0:03:38.190,0:03:40.310 ale když se rovnováha pohne tímto směrem, 0:03:40.310,0:03:43.050 tak mnoho vodíkových[br]kationtů bude nahrazeno. 0:03:43.050,0:03:45.440 Pokud pomyslíte na to, co se děje... 0:03:45.440,0:03:49.350 Pokud hodím tento[br]hydroxid sodný do vody... 0:03:49.350,0:03:54.170 Pokud jsem dal NaOH do vodného roztoku, 0:03:54.170,0:03:55.960 pouze jej hodím do vody, 0:03:55.960,0:04:06.750 tak kompletně disociuje na sodný[br]kationt a hydroxidový aniont. 0:04:07.810,0:04:16.900 Najednou zvýšíte množství OH jen tím,[br]že přidáte určité množství NaOH, 0:04:16.900,0:04:19.720 čímž byste okamžitě zvýšili pH. 0:04:19.720,0:04:27.940 Vzpomeňte. Když zvýšíte množství OH,[br]měli byste snížit pOH. 0:04:27.940,0:04:30.905 A to proto, že je to záporný logaritmus. 0:04:30.905,0:04:38.230 Pokud zvýšíte množství OH, tak snížíte pOH[br]a zvýšíte pH. 0:04:38.230,0:04:44.170 Uvědomte si OH – bude to zásaditější. 0:04:44.170,0:04:46.530 A vysoké pH je také velmi zásadité. 0:04:46.530,0:04:49.360 Pokud máte mol tohoto,[br]tak skončíte na pH 14. 0:04:49.360,0:04:54.500 A pokud byste měli silnou kyselinu, nikoli[br]silnou zásadu, tak byste skončili na pH 0. 0:04:54.500,0:04:57.240 Doufám, že už jste trochu[br]obeznámeni s tímto konceptem, 0:04:57.240,0:05:00.550 ale pokud vás to mate,[br]podívejte se hlouběji na logaritmy 0:05:00.550,0:05:02.260 a dostanete se do toho. 0:05:02.260,0:05:06.100 Ale vraťme se k bodu,[br]kdy jste toto vložili do vody 0:05:06.100,0:05:08.420 a okamžitě dostali super vysoké pH, 0:05:08.420,0:05:11.290 díky tomu, že koncentrace OH[br]stoupla k „nebeským výšinám". 0:05:11.290,0:05:12.780 Ale pokud to uděláte zde... 0:05:12.780,0:05:16.530 Pokud přidáte NaOH do tohoto roztoku, 0:05:16.530,0:05:25.690 který obsahuje slabou kyselinu[br]a její konjugovanou bázi, co se stane? 0:05:25.690,0:05:29.090 Jistě, že toto okamžitě zreaguje[br]se všemi těmito vodíky a pohltí je. 0:05:29.090,0:05:33.320 Ale pak zde máte tyto extra zásoby,[br]které poskytují víc a více vodíků. 0:05:33.320,0:05:35.200 A ty nahradí hodně ztrát. 0:05:35.200,0:05:38.760 Takže napětí by nemuselo být tak zlé. 0:05:38.760,0:05:44.010 A zde dramaticky vzroste pH,[br]pokud NaOH jen tak vhodíte do vody. 0:05:44.010,0:05:47.150 Zde vzroste pH mnohem méně. 0:05:47.150,0:05:52.940 V budoucím videu si spočítáme,[br]o kolik stoupne toto pH. 0:05:52.940,0:05:57.390 Můžete o tomto přemýšlet[br]jako o tlumiči pH. 0:05:57.390,0:06:01.400 Ačkoliv jste vhodili[br]tuto silnou bázi do roztoku, 0:06:01.400,0:06:04.440 tak se pH nezvýšilo tak moc,[br]jak byste očekávali. 0:06:04.440,0:06:05.700 Můžete to udělat i jinak. 0:06:05.700,0:06:09.600 Pokud bych napsal stejnou reakci,[br]jako bazickou reakci... 0:06:09.600,0:06:12.040 Pamatujte, že je to stejná věc. 0:06:12.040,0:06:15.620 Pokud to napíši, jako A-... 0:06:15.620,0:06:22.620 Napsal bych jeho konjugovanou bázi...[br]A ta je v rovnováze s konjugovanou bází, 0:06:22.620,0:06:27.660 která si bere vodu z vodného roztoku,[br]který ji obklopuje. 0:06:27.660,0:06:30.540 Vše, s čím se teď potýkáme,[br]je ve vodném roztoku. 0:06:30.540,0:06:34.370 A samozřejmě voda, od které bere,[br]teď bude OH. 0:06:34.370,0:06:36.880 Pamatujte, jsou to rovnocenné reakce. 0:06:36.880,0:06:38.950 Tady to píši to jako kyselou reakci. 0:06:38.950,0:06:40.650 Tady jako zásaditou reakci. 0:06:40.650,0:06:42.480 Ale jsou vlastně stejné. 0:06:42.480,0:06:47.390 Pokud byste přidali silnou kyselinu[br]do roztoku, co by se stalo? 0:06:47.390,0:06:51.460 Pokud bych do toho přidal HCl... 0:06:51.460,0:06:57.310 Pokud byste kyselinu chlorovodíkovou[br]vylili přímo do vody bez této látky, 0:06:57.310,0:07:05.150 tak by HCl kompletně disociovalo[br]na mnoho vodíkových a chloridových iontů. 0:07:05.150,0:07:07.110 Dojde okamžitě k silnému okyselení. 0:07:07.110,0:07:09.270 Dostali byste velmi nízké pH. 0:07:09.270,0:07:11.050 Pokud byste měli 1 mol HCl... 0:07:11.050,0:07:15.380 Pokud by vaše koncentrace byla[br]1 mol na litr, pak by roztok měl pH 0. 0:07:15.380,0:07:20.460 A co se stane, pokud vložíte kyselinu[br]chlorovodíkovou do tohoto roztoku? 0:07:20.460,0:07:25.160 Do tohoto, který má slabou zásadu[br]a její konjugovanou slabou kyselinu? 0:07:25.160,0:07:30.380 Všechny tyto vodíkové kationty,[br]které disociují z kyseliny chlorovodíkové, 0:07:30.380,0:07:33.280 zreagují s těmito OH. 0:07:33.280,0:07:35.670 A navzájem se vyruší. 0:07:35.670,0:07:40.050 Sloučí se s těmito, přemění se na vodu[br]a stanou se součástí vodného roztoku. 0:07:40.050,0:07:47.220 Tyto OH tedy zpočátku poklesnou,[br]ale pak zde máte rezervu slabé báze. 0:07:47.220,0:07:49.690 A to nám říká Le Chatelierův princip. 0:07:49.690,0:07:55.310 Podívejte, pokud máme stresor,[br]který snižuje celkovou koncentraci OH, 0:07:55.310,0:08:00.310 pak reakce se pohybuje směrem,[br]který uvolňuje napětí. 0:08:00.310,0:08:02.930 Takže reakce půjde tímto směrem. 0:08:02.930,0:08:06.830 Budete mít více slabé báze,[br]která se přemění na slabou kyselinu 0:08:06.830,0:08:08.260 a bude produkovat více OH. 0:08:08.260,0:08:11.650 Takže pH nebude klesat tak rychle, 0:08:11.650,0:08:14.100 jako byste očekávali,[br]pokud přidáte HCl jen do vody. 0:08:14.100,0:08:16.980 Toto bude snižovat pH,[br]ale pak zde máte více OH, 0:08:16.980,0:08:21.450 které mohou být produkovány, když si[br]toto A- bude brát více vodíků z vody. 0:08:21.450,0:08:25.470 Můžete o tom přemýšlet,[br]jako o polštáři nebo pružině 0:08:25.470,0:08:31.590 z hlediska toho, co mohou silná kyselina[br]nebo báze dělat v roztoku. 0:08:31.590,0:08:38.814 A proto se tomu říká pufr. [br](ang. buffer = nárazník) 0:08:38.814,0:08:41.780 Protože poskytuje „polštář" kyselosti. 0:08:41.780,0:08:46.790 Pokud přidáte silnou bázi do vody,[br]tak okamžitě zvýšíte její pH. 0:08:46.790,0:08:48.990 Nebo snížíte dramaticky její kyselost. 0:08:48.990,0:08:51.395 Ale pokud přidáte silnou bázi do pufru, 0:08:51.395,0:08:57.000 tak díky Le Chatelierovu principu,[br]nedojde k přílišnému ovlivnění pH. 0:08:57.000,0:09:02.200 Pokud přidáte kyselinu ke stejnému pufru,[br]tak neovlivní pH tak moc, 0:09:02.200,0:09:05.260 jak byste očekávali,[br]pokud byste vhodili kyselinu do vody, 0:09:05.260,0:09:11.080 protože rovnovážná reakce[br]může vždy doplnit množství OH, 0:09:11.080,0:09:13.370 které ztratíte, pokud přidáte kyselinu, 0:09:13.370,0:09:18.250 nebo může nahradit množství vodíků,[br]které ztratíte po přídavku báze. 0:09:18.250,0:09:20.470 Proto se tomu říká pufr.[br]Poskytuje „polštář". 0:09:20.470,0:09:24.890 Dodává určitou stabilitu pH roztoku. 0:09:24.890,0:09:33.410 Definice pufru je roztok slabé kyseliny 0:09:33.410,0:09:36.450 v rovnováze se svou[br]konjugovanou slabou bází. 0:09:36.450,0:09:41.110 Toto je pufr a jmenuje se tak, protože[br]poskytuje tento druh „polštáře" pro pH. 0:09:41.110,0:09:47.500 Je to druh absorbéru napětí,[br]nebo-li tlumič kyselosti roztoku. 0:09:47.500,0:09:51.330 S tím, co bylo řečeno, teď pojďme[br]prozkoumat trochu matematiky pufru, 0:09:51.330,0:09:55.090 což je matematika slabé kyseliny. 0:09:55.090,0:09:58.550 Pokud znovu přepíšeme rovnici, 0:09:58.550,0:10:03.150 ‚HA‛ je v rovnováze... 0:10:03.150,0:10:05.170 Všechno je ve vodném roztoku... 0:10:05.170,0:10:11.330 S vodíkovým kationtem[br]a jeho konjugovanou bází. 0:10:11.330,0:10:14.530 Víme, že je zde rovnovážná konstanta. 0:10:14.530,0:10:17.620 Dělali jsme na to už mnoho videí. 0:10:17.620,0:10:23.720 Rovnovážná (disociační) konstanta je rovna[br]koncentraci našich vodíkových kationtů 0:10:23.720,0:10:27.740 krát koncentrace[br]naší konjugované báze. 0:10:27.740,0:10:30.390 Když říkám koncentrace,[br]tak mluvím o molaritě. 0:10:30.390,0:10:36.200 Moly na litr... děleno[br]koncentrace slabé kyseliny. 0:10:36.200,0:10:40.110 Teď zlogaritmujme, udělejme [br]záporný logaritmus obou stran rovnice. 0:10:40.110,0:10:41.610 Nebo udělejme něco jiného. 0:10:41.610,0:10:44.520 Vyřešme koncentraci vodíkových iontů. 0:10:44.520,0:10:47.230 Protože to, co chci udělat,[br]je zjistit rovnici 0:10:47.230,0:10:49.880 a budeme ji nazývat[br]Hendersen-Hasselbachova rovnice, 0:10:49.880,0:10:53.330 kterou byste si měli podle mnoha učebnic[br]pamatovat, podle mě ale ne. 0:10:53.330,0:10:56.980 Myslím si, že byste měli být vždy schopni[br]vycházet ze základního předpokladu 0:10:56.980,0:10:57.910 a odvodit ji. 0:10:57.910,0:11:01.440 Pojďme vyřešit vodík,[br]čímž zjistíme vztah mezi pH 0:11:01.440,0:11:03.680 a ostatními proměnnými v této rovnici. 0:11:03.680,0:11:06.420 Pokud chceme řešit pro vodíkové kationty, 0:11:06.420,0:11:11.180 můžeme vynásobit obě strany[br]převrácenou hodnotou tohoto. 0:11:11.180,0:11:16.060 A získáte koncentraci vodíkových kationtů. 0:11:16.060,0:11:21.310 Ka krát... Vynásobím obě strany[br]krát převrácená hodnota tohoto. 0:11:21.310,0:11:29.020 Takže krát koncentrace naší slabé kyseliny[br]děleno koncentrace naší slabé zásady 0:11:29.020,0:11:35.490 je rovna naší koncentraci[br]vodíkových kationtů. 0:11:37.090,0:11:39.890 Udělejme záporný logaritmus obou stran. 0:11:39.890,0:11:48.160 Záporný logaritmus celé této strany, 0:11:48.160,0:11:53.590 tedy rovnovážné konstanty kyseliny krát… 0:11:55.150,0:11:57.780 Chci stejný odstín zelené jako předtím. 0:11:57.780,0:12:04.570 krát HA, naše slabá kyselina[br]děleno naše slabá báze, 0:12:04.570,0:12:08.340 je rovno zápornému logaritmu[br]koncentrace vodíkových kationtů. 0:12:08.340,0:12:11.000 Což je naše pH, že? 0:12:11.000,0:12:13.500 Záporný logaritmus[br]koncentrace vodíkových kationtů 0:12:13.500,0:12:16.070 je definice pH. 0:12:16.070,0:12:18.240 Napíši ‚p‛ a ‚H‛ odlišnými barvami. 0:12:18.240,0:12:20.790 ‚p‛ znamená záporný logaritmus. 0:12:20.790,0:12:23.790 –log o základě 10. 0:12:23.790,0:12:26.250 Podívejme, zda to můžeme zjednodušit. 0:12:26.250,0:12:29.670 Naše vlastnosti logaritmu. 0:12:29.670,0:12:34.920 Víme, že když něco[br]logaritmujete a násobíte, 0:12:34.920,0:12:38.210 tak je to stejné, jako vzít[br]logaritmus tohoto plus logaritmus tohoto. 0:12:38.210,0:12:45.440 Toto může být zjednodušeno,[br]jako minus log našeho Ka 0:12:45.440,0:12:59.970 minus log koncentrace naší slabé kyseliny[br]děleno koncentrací její konjugované báze. 0:12:59.970,0:13:03.880 To je rovno pH. 0:13:03.880,0:13:08.665 Toto je pKa naší slabé kyseliny, 0:13:08.665,0:13:12.990 což je záporný logaritmus[br]její rovnovážné konstanty. 0:13:12.990,0:13:15.000 Toto je pKa. 0:13:15.000,0:13:18.740 Minus logaritmus HA lomeno A-. 0:13:18.740,0:13:23.970 Můžeme udělat to, že z tohoto[br]uděláme plus a toto umocníme na –1. 0:13:23.970,0:13:25.860 Je to další vlastnost logaritmu. 0:13:25.860,0:13:28.840 Pokud vás to mate, tak shlédněte[br]souhrná videa o logaritmech. 0:13:28.840,0:13:31.450 Toto je umocněno na –1,[br]což znamená, že je to obrácené. 0:13:31.450,0:13:37.720 Mohli bychom říct plus logaritmus[br]koncentrace naší konjugované báze 0:13:37.720,0:13:43.450 děleno koncentrací slabé kyseliny[br]je rovno pH. 0:13:43.450,0:13:49.250 A tomuto se říká[br]Hendersen-Hasselbalchova rovnice. 0:13:49.250,0:13:52.240 Opravdu vás nabádám,[br]abyste se nesnažili ji zapamatovat. 0:13:52.240,0:13:54.540 Pokud se ji pokusíte zapamatovat, 0:13:54.540,0:13:58.910 tak za pár hodin zapomenete,[br]zda-li zde bylo znaménko plus. 0:13:58.910,0:14:01.010 Zapomenete toto a také zapomenete, 0:14:01.010,0:14:04.400 zda jste dávali A- nebo HA[br]do čitatele či jmenovatele, 0:14:04.400,0:14:05.990 a to bude fatální. 0:14:05.990,0:14:08.710 Lépe je začít od počátečních předpokladů. 0:14:08.710,0:14:13.160 A věřte mi, odvození mi zabralo pár minut,[br]ale pokud to uděláte rychleji na papíře... 0:14:13.160,0:14:15.250 Nemusíte o tom hovořit tak, jako já... 0:14:15.250,0:14:18.120 Pak to nezabere skoro žádný čas,[br]přijít na tuto rovnici. 0:14:18.120,0:14:20.150 Je to mnohem lepší, než si ji pamatovat 0:14:20.150,0:14:22.770 a nezapomenete ji, až vám bude 30 let. 0:14:22.770,0:14:24.590 Co je na tom použitelného? 0:14:24.590,0:14:31.910 Okamžitě to dává do vztahu pH a naši pKa[br]a to je konstanta pro rovnováhu, že? 0:14:31.910,0:14:37.340 Plus logaritmus poměru[br]kyseliny a konjugované báze. 0:14:37.340,0:14:42.820 Čím více konjugované báze mám[br]a čím méně kyseliny mám, 0:14:42.820,0:14:45.130 tím více se zvýší moje pH. 0:14:45.130,0:14:47.600 Pokud bude toto stoupat[br]a toto klesat, 0:14:47.600,0:14:48.740 tak moje pH poroste. 0:14:48.740,0:14:51.190 Což dává smysl,[br]neboť mám více báze v roztoku. 0:14:51.190,0:14:53.640 A pokud mám obrácený[br]poměr, tak pH klesá.