Slabé jednosytné kyseliny
U slabých jednosytných kyselin probíhá disociace podle rovnovážné reakce:
,
s rovnovážnou konstantou
která je definována jako:
.
Pro výpočet pH je nutné využít jiný postup než u silných kyselin, protože u slabých kyselin nelze považovat disociaci za úplnou.
Naopak předpokládáme, že:
- kyselina disociuje velmi málo, rozdíl mezi
a
(tedy
) zanedbáváme, a proto
;
- disociace kyseliny je jediným zdrojem oxoniových kationtů v systému, tedy podle poměrů látkových množství chemické rovnice
.
Protože lze koncentraci vody považovat za konstantní, zavádí se tzv. disociační konstanta
, jejíž hodnota je pro každou kyselinu tabelována. Dostáváme tedy:
.
Podle předpokladů dosadíme
za
a
za
a vyjádřením koncentrace oxoniových kationtů dostaneme:
.
Odmocníme (koncentrace je vždy kladné číslo), zlogaritmujeme obě strany rovnice a vynásobíme
:
.
Pro „
“ se (analogicky k pH) vžil symbol
. Známe-li disociační konstantu nebo její záporný dekadický logaritmus, spočítáme pH podle vzorce:
.
U slabých jednosytných zásad probíhá disociace podle rovnovážné rovnice:
,
s tabelovanou disociační konstantou
která je definována jako:
.
Předpokládáme, že:
- zásada disociuje velmi málo, rozdíl mezi
a
(tedy
) zanedbáváme, a proto
;
- disociace kyseliny je jediným zdrojem hydroxidových aniontů v systému, tedy podle poměrů látkových množství chemické rovnice
;
- vznik hydroxidových aniontů působí úbytek oxoniových kationtů podle rovnice pro iontový součin vody:
.
Dosazením podle předpokladů do definice disociační konstanty dostáváme:
.
Odmocníme (koncentrace jsou vždy kladná čísla):
.
Dosadíme do rovnice pro iontový součin vody:
.
Zlogaritmujeme a vynásobíme
:
Při 25 °C tedy pH spočítáme podle vzorce
U slabých vícesytných kyselin a zásad je pro přesný výpočet nutné znát disociační konstanty všech disociačních stupňů, sestavit z chemických rovnic soustavu rovnic o několika neznámých a za pomoci základní algebry vyjádřit pH. Toto je pro rutinní výpočty poměrně zdlouhavý proces, proto se pH většinou počítá pouze přibližně, zanedbáním méně preferovaných disociačních stupňů, a použije se pak vzorec pro slabé jednosytné kyseliny. V praxi bývá chyba vzniklá tímto zanedbáním relativně malá, neboť jednotlivé disociační konstanty se od sebe liší zpravidla o několik řádů, takže ovlivnění pH zanedbanými reakcemi bývá málo podstatné.
- BERKA, Antonín, Ladislav FETL a Ivan NĚMEC, et al. Příručka k praktiku z kvantitativní analytické chemie. 1. vydání. Bratislava : SNTL, 1985. 228 s. s. 56–66.