HEMIJSKA KINETIKA Kinetika i ravnotežahemija.me/wp-content/uploads/2018/11/hemijska-ravnoteza-hidroliza1.pdf10-7

DCk 11

11

BAk11

A + B C + Dk1

k-1

DCkBAk 11

Kk

k

BA

DC

1

1

HEMIJSKA KINETIKA Kinetika i ravnoteža

OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA BIOLOGIJA

A + B C + Dk1

k-1

Kk

k

BA

DC

1

1

K > 1, k1 > k-1 K < 1, k1 < k-1

Guldberg i Waage (1867) Zakon o dejstvu masa

HEMIJSKA KINETIKA Kinetika i ravnoteža

MEDICINSKA BIOHEMIJA SA HEMIJOM (OPŠTI I NEORGANSKI DIO) MEDICINA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA BIOLOGIJA

• K>>1, dominira direktna reakcija, ravnoteža pomjerena ka proizvodima reakcije

• K<<1, dominira povratna reakcija, ravnoteža je pomjerena ka reaktantima

HEMIJSKA RAVNOTEŽA


RAVNOTEŽE U RASTVORIMA KISELINA I BAZA

Jake kiseline

Slabe kiseline

Zanemarljiva kiselost

Zanemarljiva baznost

Slabe baze

Jake baze

Raste jačin

a baza

Ras

te ja

čin

a ki

selin

a



Jake kiseline

Slabe kiseline



Slabe baze

Jake baze

Raste jačin

a baza

Ras

te ja

čin

a ki

selin

a



Jake kiseline

Slabe kiseline



Slabe baze

Jake baze

Raste jačin

a baza

Ras

te ja

čin

a ki

selin

a


K


HCl HBr HI HNO3 HClO3

HClO4 H2SO4

pH=-log [H+]


K


𝐾𝑎 =𝐻3𝑂

+ 𝐴−

𝐻𝐴

𝐾𝑎 =𝐻+ 𝐴−

𝐻𝐴

𝑝𝐻 = −log 𝐻+

𝑝𝐾𝑎 = −log 𝐾𝑎


K


Jaka kiselina Slaba kiselina


K



Natrijum Hlor

K

𝑝𝐾𝑎 = 4.3𝑝𝐾𝑎 = 2.7𝑝𝐾𝑎 = 1.2

Date vrijednosti pK odgovaraju kiselinama različitih jačina. Koja kiselina je je najjača?

𝒑𝑲𝒂 = 𝟏. 𝟐


K


𝐾 =𝐵𝐻+ 𝑂𝐻−

𝐵 𝐻2𝑂

𝐾𝑏 = 𝐾 𝐻2𝑂 =𝐵𝐻+ 𝑂𝐻−

𝐵

b bpK log K

a b wpK pK pK


K


𝐾𝑎 =𝐻3𝑂

+ 2

𝑐𝑎 − 𝐻3𝑂+

𝐻3𝑂+ = −

1

2𝐾𝑎 +

1

2𝐾2

𝑎 − 4𝐾𝑎𝑐𝑎

Ako je 𝑐𝑎 < 0,005M K > 10-5

𝐾𝑎 =𝐻3𝑂

+ 2

𝑐𝑎

𝐻3𝑂+ = 𝐾𝑎 ⋅ 𝑐𝑎

Ako je 𝑐𝑎 > 0,005M 10-7<K <10-5


K


𝑂𝐻− = 𝐾𝑏 ⋅ 𝑐𝑏

𝐻3𝑂+ =

𝐾2𝑤

𝐾𝑏𝑐𝑏


K1 = 7,5 x10-3

K2 = 6,3 x10-8

K3 = 1,3 x10-12


K1,a≫K2,a

,a aH O K c3 1


neutralizacija

Hidroliza je reakcija jona soli sa vodom - nastaje slabo disosovano jedinjenje (slaba kiselina ili baza) i menja se pH vrednost rastvora

Jake konjugovane baza i jake konjugovane kiseline u vodenom rastvoru hidrolizuju

Slabe konjugovane baza i slabe konjugovane kiseline u vodenom rastvoru ne hidrolizuju

RAVNOTEŽE U VODENIM RASTVORIMA SOLI Hidroliza


Jaka konjugovana

baza

HCN

pH > 7



Jaka konjugovana

kiselina

NH3

pH < 7



neutralizacija

Slaba konjugovana kiseline

ne hidrolizuje Slaba konjugovana baza

ne hidrolizuje

pH = 7

RAVNOTEŽE U VODENIM RASTVORIMA SOLI Hidroliza soli jakih kiselina i jakih baza


neutralizacija

hidroliza

hidrolizuje

Jaka konjugovana

kiselina pH < 7

RAVNOTEŽE U VODENIM RASTVORIMA SOLI Hidroliza soli jakih kiselina i slabih baza


][NH

]O][H[NHK

4

33)

4(NH

X

][

][

OH

OH Kw

)3(

1

]][[

][

4

3

NHKOHNH

NH

)3

(

)4(

NH

NH

K

KwK

b

katjonah

K

KwK )(

Kw = Kb x Kh

RAVNOTEŽE U VODENIM RASTVORIMA SOLI Konstanta hidrolize katjona


[NH3] = [H3O+]

[NH4+] = csoli

Csoli

]O[H

][NH

]O][H[NHK

2

3

4

33)

4(NH

[H3O+]2 = K(NH4

+) csoli

RAVNOTEŽE U VODENIM RASTVORIMA SOLI pH u rastvorima soli kod kojih hidrolizuje katjon


solib

soli

cK

K]O[H

cK]O[H

3

3

w

h



neutralizacija

hidroliza

hidrolizuje

Jaka konjugovana

baza pH > 7

RAVNOTEŽE U VODENIM RASTVORIMA SOLI Hidroliza soli slabih kiselina i jakih baza


X ][

][

3

3

OH

OHKw

Kw = Ka x Kh

]COO[CH

]COOH][OH[CHK

-

3

-

3)

-COO

3(CH

)3

(

1

]][[

][

33

3

COOHCHKOHCOOCH

COOHCH

)3

(

)3

(

COOHCH

COOCH

K

KwK

Ka

KwK anjonah )(

RAVNOTEŽE U VODENIM RASTVORIMA SOLI Konstanta hidrolize anjona


[CH3COOH] = [OH-]

[CH3COO-] =csoli

[OH-]2 = K(CH3COO-) csoli

soli

2[OH ]

c

-(CH COO )

3

-

3

-3

[CH COOH][OH ]K

[CH COO ]

RAVNOTEŽE U VODENIM RASTVORIMA SOLI pH u rastvorima soli kod kojih hidrolizuje anjon


soli

soli

cKa

K][OH

cK][OH

w

h



Izračunati pH vrednost u rastvoru natrijum-acetata koncentracije 0,1 mol/dm3. K(CH3COOH) = 1,8 x 10-10

36

5

14

/1045,71,0108,1

101wdmmol

solic

Ka

K][OH

pOH = -log[OH] = -log(7,45 x10-6) = 5,13

pH = 14 – pOH = 14 - 5,13 = 8,87


neutralizacija

hidroliza

pH = ?

RAVNOTEŽE U VODENIM RASTVORIMA SOLI Hidroliza soli slabih kiselina i slabih baza


]][4[

]][[ 4

CNNH

HCNOHNHKh

]][[

]][[

3

3

OHOH

OHOHx

ba

wh

KK

KK

K(hidrolize anjona) > K(hidrolize katjona)


[OH-] < [H3O+] rastvor reaguje kiselo


]][4[

]][[ 4

CNNH

HCNOHNHKh

]][[

]][[

3

3

OHOH

OHOHx

ba

wh

KK

KK

K(hidrolize anjona) < K(hidrolize katjona)

[OH-] > [H3O+] rastvor reaguje bazno



K(NH3) =1,8 x 10-5

K(HCN) =7,9 x 10-10

10

5

14

1056,5108,1

101

( )3

)4

(

NH

wNH

K

KK

5

10

14

1027,1109,7

101

)()(

HCN

wCN

K

KK

K(CN-) > K(NH4+) rastvor reagije bazno


K(CH3COOH) = K(NH3) = 1,8 x 10-5

K(CH3COO-) = K(NH4+) pH = 7


BaSO4(s)

Ba2+SO4

2- rastvoreni

BaSO4 → Ba2+ + SO42-

nerastvoreni

BaSO4

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM SISTEMIMA


v1 = k1[BaSO4(s)]

v2 = k2[Ba2+][SO42-]

v1 = v2

k1[BaSO4(s)] = k2[Ba2+][SO42-]

][

]][[

)(4

2

4

2

2

1

sBaSO

SOBa

k

kKr

konstanta ravnoteže



[BaSO4(s)] - konstantna

Kr [BaSO4(s)] = [Ba2+][SO42-]

Ks - proizvod rastvorljivosti

Ks = [Ba2+][SO42-]



Ks = [M+]x[A-]y



Šta je rastvorljivost?

S mol se rastvara xS mol yS mol

[M+]= xS [A-]= yS

Ks = [M+]x[A-]y = (xS)x(yS)y

)( yxyx

s

yx

KS



Proizvod rastvorljivosti AgCl je 1,8 x 10-10. Izračunati rastvorljivost ove soli u mol/dm3 i mg/dm3. Ar(Ag) = 107,8; Ar(Cl) = 35,5.

Ks(AgCl) = 1,8 x 10-10

Ks(AgCl) = [Ag+][Cl-]

[Ag+]= S [Cl-]= S

Ks(AgCl) = [Ag+][Cl-] = S x S = S2


Mr(AgCl) = 143,3

1 mol AgCl : 143,3 g = 1,34 x 10-5 mol : X

X = 0,00192 g/dm3 AgCl

X = 1,92 mg/dm3 AgCl

3

510 1034,1108,1dm

molKS s


UTICAJ ZAJEDNIČKOG JONA NA RASTVORLJIVOST TEŠKO RASTVORNIH SOLI



Izračunati rastvorljivost PbI2 u čistoj vodi i u 0,01 mol/dm3 rastvoru NaI. Ks(PbI2) = 7,1 x 10-9.

Ks(PbI2) = [Pb2+][I-]2 = S x (2S)2 [Pb2+]= S

[I-]= 2S Ks(PbI2) = 4S3

3

33

9

3 1021,14

101,7

4 dm

molKS

s

U vodi


NaI → Na+ + I-

[I-] = 0,01 mol/dm3

[I-](NaI) >> [I-](PbI2)

Ks(PbI2) = [Pb2+][I-]2 = S x (0,01)2

3

5

4

9

2101,7

101

101,7

)01,0( dm

molKS

s

S(H2O) > S(NaI)


Izračunati rastvorljivost Fe(OH)2 u čistoj vodi i u rastvoru FeCl2 koncentracije 0,2 mol/dm3. Ks(Fe(OH)2) = 1 x 10-15.

Ks(Fe(OH)2) = [Fe2+][OH-]2 = S x (2S)2 = 4S3

[Fe2+]= S [OH-]= 2S

U vodi 3

6315

3 103,64

101

4 dm

molKS

s


[Fe2+] = 0,2 mol/dm3

[Fe2+](FeCl2) >> [Fe2+](Fe(OH)2)

Ks(Fe(OH)2) = [Fe2+][OH-]2 = 0,2 x (2S)2 = 0,8S2

3

815

1054,38,0

101

dm

molS

u 0,2 mol/dm3 FeCl2


Uslov za taloženje teško rastvornog elektrolita

[M+]x[A-]y > Ks

[M+]x[A-]y < Ks Ne gradi se talog



U 50 cm3 0,001 mol/dm3 rastvora HCl dodato je 450 cm3 0,0001 mol/dm3 rastvora AgNO3. Da li se izdvaja talog AgCl? Ks(AgCl) = 1,8 x 10-10.

Ks(AgCl) = [Ag+][Cl-]

HCl c1v1 = c2v2

50 x 0,001 = 500 x c2

c2 = 1 x 10-4 mol/dm3

[Cl-] = 1 x 10-4 mol/dm3

AgNO3

c1v1 = c2v2

450 x 0,0001 = 500 x c2

c2 = 9 x 10-5 mol/dm3

[Ag+] = 9 x 10-5 mol/dm3


[Ag+][Cl-] = 9 x 10-5 mol/dm3 x 1 x 10-4 mol/dm3

[Ag+][Cl-] = 9 x 10-9 > Ks


Teško rastvorne soli:

Hloridi (Cl-): AgCl, Hg2Cl2, PbCl2, CuCl...

Sulfati (SO42-): PbSO4, BaSO4, SrSO4, CaSO4, Hg2SO4, Ag2SO4,....

Karbonati (CO32-): svi osim Na2CO3, K2CO3, (NH4)2CO3

Fosfati: svi neutralni fosfati osim Na3PO4, K3PO4, (NH4)3PO4

Sulfidi (S2-): svi osim sulfida alkalnih i zemnoalkalnih metala i

amonijum-sulfida

Nitrati (NO3-): svi nitrati su rastvorni u vodi

Acetati (CH3COO-): CH3COOAg , svo ostali acetati su rastvorni u vodi

Perhlorati (ClO4-): KClO4, svi ostali perhlorati su rastvorni u vodi

Bikarbonati (HCO3-): svi su rastvorni

Hlorati (ClO3-): svi su rastvorni


Documents

HEMIJSKA KINETIKA Kinetika i ravnotežahemija.me/wp-content/uploads/2018/11/hemijska-ravnoteza-hidroliza1.pdf10-7