Interaktivní průvodce pH
Výpočet koncentrace iontů H3O+ a OH−, logaritmický graf a simulátor roztoků (25 °C)
Aktivní výzva:
1. Interaktivní stupnice pH a výběr roztoku
Táhněte jezdcem na stupnici, klikněte na špendlík nebo vypočítejte pH z koncentrace látky
Přednastavená reálná prostředí (klikněte pro výběr):
Aktuální: Čistá voda (pH 7,0)
2. Graf závislosti koncentrace iontů [H3O+] a [OH−] na pH
Klikněte nebo táhněte myší přímo v ploše grafu pro změnu pH
Oxoniové kationty [H3O+]
Hydroxidové anionty [OH−]
Neutrální průsečík (pH 7,0; 10−7 mol/dm³)
Kw = 1,0 · 10−14 (25 °C)
Proč v chemii používáme logaritmickou stupnici pH? Na lineární ose (0 až 1 mol/dm³) jsou koncentrace v intervalu pH 2 až pH 12 menší než 0,01 mol/dm³ a křivky splývají s osou X. Rozsah 14 řádů (od 1 do 0,000 000 000 000 01 mol/dm³) dokáže přehledně zobrazit jedině logaritmus!
3. Vizuální kádinka: poměr iontů a barevný přechod indikátorů
Mikroskopický pohled na poměr částic a makroskopické zbarvení indikátoru
Zbarvení: Neutrální zelená
Univerzální acidobazický indikátor
Směs několika indikátorů, která plynule mění barvu v celém rozsahu pH 0–14. Umožňuje odhadnout nejen kyselost či zásaditost, ale i přibližnou hodnotu pH.
Barevná škála indikátoru (pH 0 → 14)
pH 7,00
H₃O⁺: 10 částic
OH⁻: 10 částic
* V každém vodném roztoku jsou vždy přítomny oba typy iontů (díky autoionizaci vody), mění se pouze jejich vzájemný poměr.
4. Výpočet krok za krokem
Živé dosazení aktuálních hodnot do chemických rovnic
Aktuální hodnota
pH 7,00
Krok 1 · Definice pH (Sørensenův vztah)
pH = −log10[H3O+]
pH = −log10(1,00 · 10−7) = 7,00
pH = −log10(1,00 · 10−7) = 7,00
Krok 2 · Koncentrace oxoniových kationtů [H3O+]
[H3O+] = 10−pH = 10−7,00
1,00 · 10−7 mol/dm³
1,00 · 10−7 mol/dm³
Desetinný zápis: 0,00000010 mol/dm³
Krok 3 · Iontový součin vody (25 °C) & pOH
Kw = [H3O+] · [OH−] = 1,0 · 10−14
pH + pOH = 14,00 ⇒ pOH = 14,00 − 7,00 = 7,00
pH + pOH = 14,00 ⇒ pOH = 14,00 − 7,00 = 7,00
Krok 4 · Koncentrace hydroxidových aniontů [OH−]
[OH−] = 10−pOH = 10−7,00
1,00 · 10−7 mol/dm³
1,00 · 10−7 mol/dm³
Desetinný zápis: 0,00000010 mol/dm³
Slovní interpretace: Roztok je přesně neutrální: koncentrace iontů H3O+ a OH− jsou v rovnováze (poměr 1 : 1).
Simulátor dekadického ředění (10× pravidlo)
Sledujte, jak se mění pH při přidávání čisté vody a proč se zastaví na hodnotě 7,00
Skutečné pH roztoku (včetně autoionizace vody)
Naivní lineární odhad (bez Kw)
Asymptota pH = 7,00
Výpočet ředění krok za krokem
Směšovací rovnice a vliv autoionizace rozpouštědla
Výsledné pH2 po zředění
pH 1,00
1. Směšovací rovnice (zachování látkového množství n)
c1 · V1 = c2 · V2 ⇒ c2 = (c1 · V1) / V2
V1 = 10 ml, V2 = 10 ml (1×)
c2 = 1,00 · 10⁻¹ mol/dm³
V1 = 10 ml, V2 = 10 ml (1×)
c2 = 1,00 · 10⁻¹ mol/dm³
2. Započtení iontů z čisté vody (Kw = 10−14)
[H3O+]celk = (c2 + √(c22 + 4·Kw)) / 2
[H3O+]celk = 1,00 · 10⁻¹ mol/dm³
[H3O+]celk = 1,00 · 10⁻¹ mol/dm³
3. Srovnání: Skutečné pH vs. naivní 10× pravidlo
Skutečné pH2 = 1,00
Naivní výpočet (pH1 ± log10 f) = 1,00
Naivní výpočet (pH1 ± log10 f) = 1,00
Klíčový chemický princip: Každé 10× zředění posune pH silné kyseliny o +1,00 (a silné zásady o −1,00). Jakmile však koncentrace klesne pod 10−6 mol/dm³, přestane toto jednoduché pravidlo platit – v roztoku začnou dominovat ionty H3O+ a OH− z autoionizace samotné vody (10−7 mol/dm³), takže kyselinu nelze zředit na zásadu.
Badatelský mód: 6 chemických výzev pro ZŠ a SŠ
Nastavte požadovaný stav v simulátoru a ověřte svou hypotézu. Aplikace automaticky kontroluje vaše nastavení.
Splněné výzvy
0 z 6 (0 %)