Příklad 14

Jaké koncentrace vodných roztoků CH₃COONa a NaCN je třeba připravit, abychom získali vodné roztoky těchto slabých zásad o stejném pH = 8,5?

CH₃COOH (K_a = 1,76 · 10^-5 )
HCN (K_a = 4,93 · 10^-10 )

sůl slabé kyseliny - chová se jako slabá zásada

Rada: Pokud nevíme jaký vztah pro výpočet daného příkladu zvolit - není to například zřetelné ze zadání, volíme vždy to nejjednodušší a tedy nejpragmatičtější řešení - volba nejjednoduššího vztahu.

použijeme tedy nejjednoduššího vztahu pro slabou zásadu

po zlogaritmování

v tomto vztahu představuje HB⁺ protonizovanou formu příslušné zásady B, tedy v tomto případě jsou zásadami CH₃COO^- a CN^- a příslušnými protonizovanými formami jsou kyseliny CH₃COOH a HCN, které vznikají reakcemi příslušných dvou zásad s vodným roztokem

CH₃COO^-   +  H₂O   ---->   OH^- + CH₃COOH

CN^-   +  H₂O   ---->   OH^- + HCN

Tedy do výše uvedeného vztahu dosazujeme za pK_HB+ vlastně hodnotu disociační konstanty pK_a neboli -log (K_a)

po dosazení  dostáváme pro hledanou koncentraci

log (c(CH₃COONa)) = - 1,75    =>   c(CH₃COONa) = 1,78 · 10^-2 mol l^-1

log (c(NaCN)) = - 6,31     =>  c(NaCN) = 4,93 · 10^-7 mol l^-1

přezkoumání správnosti zanedbání protonizace zásady

abychom mohli zanedbat disociaci slabé zásady, musí platit, že koncentrace slabé zásady c(B) > 10 · K_v/K_a

což pro NaCN není splněno, neboť neplatí, že 4,96 · 10^-7 < 10 · 1,0 · 10^-14 / 4,93 · 10^-10

u NaCN nelze zanedbat disociaci slabé zásady, zbývá tedy použít rovnici zanedbávající pouze autoprotolýzu vody:

výsledná koncentrace c(NaCN) = 3,65 · 10^-6 mol l^-1

Z výsledků je zřetelné, že bylo potřebné použít tento přesnější vztah, neboť chyba by byla dosti velká. Zanedbání autoprotolýzy vody je v pořádku, jelikož koncentrace protolytu je vyšší než 1,0 · 10^-6 mol l^-1