pH of a Weak Base

Zabývali jsme se slabou kyselinou, takže zkusme příklad

se slabou bází.

Řekněme, že máme amoniak.

To je dusík se třemi vodíky.

A je to slabá báze, protože ráda přijímá vodíky

z vody, vodě nechává jen hydroxid.

Takže zvyšuje koncentraci hydroxidů.

Takže máte nějaký amoniak ve vodném

roztoku plus vodu,

Přidám sem vodu.

Plus voda ve vodném roztoku.

Je to slabá báze.

Takže tato reakce neproběhne jen jedním směrem.

Je to rovnovážná reakce.

A vzhledem k tomu, že je to slabá báze

se tu projeví Bronsted-Lowryho definice.

Je to akceptor protonů a ne donor.

Takže se změní v amonný kation.

Amoniak má na sobě další vodík, takže nyní

má další proton.

Takže má kladný náboj.

A je to vodný roztok.

A vzal si vodík z vody.

Takže plus OH minus vodný.

A pamatujte si, když se na to podíváte z hlediska Bronsted-Lowryho

definice, je to akceptor protonů.

Proto je to báze.

Nebo pokud se na to podíváte podle definice Arrheniovy,

zvýšil koncentraci OH v roztoku, takže

je to báze podle Arrhenia.

Ale stejně, podle toho, co máme - nechte

mě vybrat obyčejné číslo.

Řekněme, že máme 0,2 molární NH3.

Jaká bude hodnota pH?

Jaké bude pH našeho roztoku,

když uvažujeme, že je to 0,2 molární NH3.

První věc, co musíme udělat:

potřebujeme zjistit rovnovážnou konstantu pro tuto

bazickou reakci.

A právě jsem se podíval na Wikipedii - chtěl jsem říct kapalinpedii-

tolik mluvím o kapalinách.

A rovnováhu.

Rovnopedii.

Ale podíval jsem se na Wikipedii a tam mají malou tabulku pro

téměř jakoukoli sloučeninu, kterou hledáte.

A ukáží Vám pKb.

Což je, vidíte tam to p.

To znamená, že je to záporný desítkový logaritmus

rovnovážné konstanty.

A je psáno, že to je 4,75.

Takže můžeme využít matematiku a vyřešit to

pro rovnovážnou konstantu.

Takže se na to podívejme.

Pokud vynásobíme obě strany minusem, dostaneme log o základě deset

naší rovnovážné konstanty pro tuto bazickou reakci.

Proto je tu to b.

Rovná se minus 4,75 nebo 10 na minus 4,75.

To by mělo být Kb.

Takže Kb se rovná 10 na minus 4,75.

To není snadný exponent, který bychom vyřešili v hlavě,

takže na něj použiji kalkulačku.

Takže pokud zadáme 10 na minus 4,75, rovná se to,

řekněme 1,8 krát 10 na minus 5.

To se rovná 1,8 krát 10 na minus 5.

Takže teď můžeme použít tuto informaci a můžeme udělat

matematickou věc velmi podobnou,

jako jsme udělali v předchozím videu.

Bude těžké zjistit koncentraci vodíku

přesně, že?

Protože naše rovnovážná reakce má pouze hydroxid.

Ale pokud známe koncentraci hydroxidu, můžeme

zjistit zpětně koncentraci vodíku, protože víme,

že toto plus koncentrace vodíku se musí rovnat

10 na minus 14.

Nebo pokud přijdete na pOH, to plus pH musí být 14.

A to jsme provedli o několik videí zpět.

Takže tato rovnovážná konstanta nebo tento vzorec

by vypadal takto.

1,8 krát 10 na minus 5 se bude rovnat - ve

jmenovateli máme naši koncentraci reaktantů

A pamatujte si, nezahrnujete rozpouštědlo.

Jen zahrnete NH3.

Máme 0,2 molů, které vložíme, ale některé z nich,

řekněme x z nich se změní do tohoto

na pravé straně.

Takže ve jmenovateli budeme mít 0,2 minus

to, co se přemění na pravou stranu.

Takže potom na pravé straně, budeme mít x NH4

a x OH.

Toto je koncentrace amoniaku.

A potom máme x krát x.

Toto je koncentrace NH4 plus - to je 4.

A toto je koncentrace

přímo zde, OH minus.

Správně?

A my jen vyřešíme x.

Pojďme ho vyřešit.

Vyřešíme x.

A když budu mít x, budu vědět koncentraci OH.

Budeme schopni zjistit pOH a potom

vyřešíme pH.

OK.

Vynásobte toto krát obě strany této rovnice.

A jen abyste věděli, je to stejný zjednodušující krok, který

jsme použili v předchozím případě.

Když je toto o několik řádů nižší než

toto číslo zde - chci Vám dát objev, který

občas funguje.

Vytvořme kvadratickou rovnici.

Ale někdy o tom můžete přemýšlet, když

se zbavíte hodnoty uprostřed.

Ale vynásobme to.

0,2 krát 1,8 je 0,36.

0,36 krát 10 na minus 5, že?

2 krát 1,8 je 3,6 a toto je 0,36.

Minus 1,8 krát 10 na minus 5 x, že?

To se tomu rovná.

x na druhou.

Dejme vše na jednu stranu rovnice.

Vše dám na pravou stranu, abyste

dostali, že 0 se rovná x na druhou.

Toto přidám na obě strany rovnice.

Plus 1,8 krát 10 na minus 5 x.

1,8 krát 10 na minus 5.

Jen abyste viděli, koeficienty odděluji

od hodnot x.

Minus 0,36 krát 10 na minus 5.

Takže to vyřešme.

A zase jednou, pokud byste chtěli, mohli

byste tento výraz vyloučit a potom přímo zjistit

mocninu.

Ale to dělat nebudeme.

Použijeme kvadratickou rovnici.

Takže a je 1.

b je toto.

To je b.

A toto je c.

A toto vložíme do kvadratické rovnice.

Takže dotanete minus b.

Takže minus 1,8 krát 10 na minus 5.

Plus nebo minus.

Počítat budeme pouze s plus, protože s minusem

bychom získali zápornou koncentraci.

Takže plus odmocnina - budeme zde muset hodně počítat -

b na druhou.

Takže je to 1,8 krát 10 na minus 5.

Takže je to 1,8.

Pokud to dáte na druhou, je to 3,24.

Takže je to 3,24 krát - pokud umocníte 10 na minus 5 -

10 na minus 10. Minus 4 krát a, což je 1,

krát c, což je minus.

Takže 4 krát - minusy se změní v plus - 0,36 krát

10 na minus 5.

Což je 4 krát 0,36, což se rovná 1,44.

To jsem měl být schopen vymyslet v hlavě.

Nyní máte 1,44 na minus 5.

Krát 10 - nechte mě to napsat.

Takže to je 1,44.

A samozřejmě děleno 2a.

Podívejme.

Toto je má hodnota x.

Moje koncentrace OH.

Podívejme se na to.

Mám 3,24 krát 10 na minus 10.

Tak.

Plus 1,44 krát 10 na minus 5 se tomu rovná.

Takže tato celá věc je pod odmocninou.

A chci vyřešit odmocninu.

To je mocnina 0,5.

Takže dostanu 0,00379.

Vyměním barvy.

Takže dostanu x, které se rovná minus 1,8 krát 10 na minus 5

plus 0,003794.

A to vše děleno 2.

Vypočítejme.

Takže to podělím minus

toto přímo zde.

Mám tuto hodnotu.

Pouze to dělím.

Minus 1,8 e 5 záporné se rovná tomuto.

To je celé počítání.

A nyní potřebuji toto podělit 2.

Děleno 2 se to rovná 0,001.

Dovolte mi to napsat.

Takže x.

Zase změním barvy.

x se rovná 0,001888 - tím myslím, když je a 3 a

tak dále.

Ale pokud si pamatujete z naší původní rovnice,

kolik je x?

Bylo to koncentrace amoniaku a

hydroxidu.

Nás zajímá koncentrace hydroxidu.

Takže toto se rovná koncentraci hydroxidu.

Nyní, pokud chci zjisit pOH, jen vezmu záporný log

tohoto čísla, které se rovná -

Zjistěme logaritmus.

Vezmu log a potom napíšu minus.

Takže je to 2,72.

A nyní, pokud chceme zjistit pH, moje koncentrace

vodíkových iontů - pamatujte, když

máte vodný roztok při 25 stupních Celsia, Vaše pK vody je

rovno pOh Vašeho pH.

To je při 25 stupních 14.

Protože máte 10 na minus 14 molární koncentrace

inu, vlastně, tím se nyní nechci zabývat.

Máte 10 na minus 7 pro každý z těchto.

Ale stejně, je to rovnovážná konstanta pro

disociaci vody.

Toto, když je voda neutrální, je 7 a koncentrace OH

je 10 na minus 7.

Můžeme z toho vzít záporný logaritmus, z tohoto bude 7.

Ale nyní víme, že koncentrace OH je mnohem vyšší.

2,72.

Pamatujte, že minus log to mění.

Takže nižší hodnota pOH znamená vyšší koncentraci pH.

Ano?

A nižší pOH, pokud je toto nižší, že?

Toto je nižší pOH.

To znamená, že Vaše pH je vyšší.

Takže jaké bude Vaše pH?

Takže Vaše pH bude rovno 14 minus 2,72.

Takže nechte mě napsat minus plus 14 se rovná

řekněme 11,3.

Takže Vaše pH bude 11,3.

Což dává smysl, protože jsme řekli, že toto je slabá báze.

Amoniak je slabá báze.

Takže je bazický.

Takže by Vaše pH měl zvýšit nad neutrálních 7.

Takže pH má být vyšší než 7, ale když ho porovnáte

s některými silnými molárními bázemi předtím, ty přidaly vyšší pOH,

toto zvedlo naše pH, i když jsme

přidali jen 0,2 molární, na 11,3

Stejně je toto více matematický než chemický problém,

ale doufejme, že to věci vyjasnilo.