Příklad 18
50 ml roztoku kyseliny octové o pH = 3,0 byl z 50 % neutralizován roztokem KOH o koncentraci 5 · 10-2 mol l-1. Vypočítejte potřebný objem roztoku KOH a pH po 50% neutralizaci.
pKa(k. octová) = 4,75
tlumivý roztok - pufr
v roztoku proběhne reakce CH3COOH + KOH = CH3COOK + H2O
Tato reakce ale proběhne jenom z 50 %, tedy 50 % kyseliny octové se přemění na octan draselný a 50 % zůstane nezměněno. Abychom mohli vypočítat objem použitého KOH, je nutné zjistit počáteční koncentraci kyseliny octové. Známe její pH = 3
použijeme vztah pro slabou kyselinu
pH = 1/2 {pKa(CH3COOH)
- log c(CH3COOH)}
3 = 1/2 {4,75 - log c(CH3COOH)}
c(CH3COOH) = 0,05623
mol l-1
počáteční látkové množství této kyseliny je rovno n = c · V = c(CH3COOH) · V(CH3COOH) = 0,05623 · 0,050 = 0,002812 mol
Polovina tohoto množství (50 % neutralizace) přejde na octan draselný = 0,5 · 0,002812 mol = 0,001406 mol a podle stechiometrie je k tomu potřeba stejné množství KOH, tedy n(KOH) = 0,001406 = c(KOH) · V(KOH)
Nyní už lze bez problému dopočítat objem spotřebovaného KOH
V(KOH) = n(KOH) /
c(KOH)
= 0,001406 / 0,050 = 0,0281 litru nebo-li 28,1 ml
pro výpočet pH použijeme nejjednodušší vztah pro tlumič (pufr), tedy pro zanedbání autoprotolýzy vody a disociace
pH = pKa(CH3COOH) - log {c(CH3COOH) / c(CH3COO-)}
při 50 % neutralizaci jsou koncentrace kyseliny octové a octanu sobě rovny a jejich poměr je tedy roven jedné
pH = pKa(CH3COOH) - log {1}
pH = pKa(CH3COOH) - 0
pH = 4,75