Protonová teorie kyselin a zásad, vodíkový exponent pH

Protonová teorie kyselina a zásad Kyselina je látka, která je schopná ve vodném roztoku odštěpit proton (tj. kation H+). Kyselina je donor (tj. dárce) protonu. Např. 1) HCl + H2O → H3O+ + Cl- (silná kyselina, např. HCl, je ve vodném roztoku prakticky úplně disociována) 2) HCN + H2O → H3O+ + CN- (slabá kyselina, např. HCN, je ve vodném roztoku disociována pouze v malé míře, tj. v roztoku převažují nedisociované molekuly HCN). Společnou příčinou kyselé reakce vodných roztoků je nárůst koncentrace iontů H3O+ (tzv. hydroxoniových iontů).

Protonová teorie kyselina a zásad Přibližné rozdělení anorganických kyselin podle jejich síly (delta = počet atomů kyslíku mínus počet atomů vodíku) velmi silné kyseliny: HClO4 (delta = 3) silné kyseliny: H2SO4 (delta = 2) slabé kyseliny: H3PO4 (delta = 1) velmi slabé kyseliny: H3BO3 (delta = 0) Mezi silné anorganické kyseliny patří dále zejména kyselina chlorovodíková neboli solná (HCl). Přesnou veličinou, která charakterizuje sílu konkrétní kyseliny ve vodném roztoku, je tzv. disociační konstanta Kdis. Hodnoty disociačních konstant pro většinu běžných kyselin jsou tabelovány.

Protonová teorie kyselina a zásad Zásada je látka, která je schopná ve vodném roztoku přijmout proton. Zásada je akceptor (tj. příjemce) protonu. Např.: 1) NaOH → Na+ + OH- (silná zásada, např. NaOH, je ve vodném roztoku prakticky úplně disociována; akceptorem protonu je částice OH-) 2)) NH3 + H2O → NH4+ + OH- (slabá zásada, např. amoniak, je ve vodném roztoku disociována pouze částečně, tj. převažují původní nedisoc. molekuly NH3) Společnou příčinou zásadité reakce vodných roztoků je nárůst koncentrace iontů OH- (tzv. hydroxidových iontů).

Protonová teorie kyselina a zásad mezi silné zásady patří zejména anorganické hydroxidy, které jsou dobře rozpustné ve vodě: např. NaOH, KOH, Ca(OH)2 ostatní hydroxidy (nerozp. ve vodě) se chovají jako velmi slabé zásady např. Fe(OH) 3, Al(OH)3 mezi technicky významné zásady patří dále např. amoniak, uhličitan sodný, uhličitan draselný a mnohé další látky

Čerstvé kravské mléko je téměř neutrální 6,5 – 6,7 Vodíkový exponent pH - slouží ke zjednodušení číselných údajů o kyselosti roztoků, která je dána aktuální molární koncentrací hydroxoniových iontů [H3O+] ve vodném roztoku - Sörensen zavedl tzv. vodíkový exponent pH jako záporný dekadický logaritmus molární koncentrace hydroxoniových iontů: pH = - log [H3O+] (hranaté závorky značí molární koncetraci) Roztok: kyselý pH < 7 neutrální pH = 7 zásaditý pH > 7 Hodnoty pH většiny vodných roztoků leží v rozmezí 0 – 14 (výjimečně existují i hodnoty vně tohoto intervalu). Koncentrace vodíkových (hydroxoniových) iontů je jednou z velmi důležitých konstant vnitřního prostředí rostlinných a živočišných organismů. Lidská krev 7,35 – 7,40, v arteriích 7,36 – 7,44 (již změna o 0,1 způsobuje poruchy) Čerstvé kravské mléko je téměř neutrální 6,5 – 6,7 Žaludeční šťávy 1,5 – 2,0 (0,3 % HCl) Většina kulturních plodin potřebuje pro optimální růst 6,5 – 7,5