6 Kiseline Baze Soli 3

1

SOLISOLI

2

− SOLISOLI − najopćenitije: spojevi koji se sastoje od kationa i aniona

− u ovom kontekstu: − kationi − potječu od baze

(Na+, Mg2+, Fe2+, ..., NH4+)

− anioni − potječu od kiseline (kiselinski ostatak)(SO4

2−, CO32−, Cl−, S2−, HSO4

−, itd.)

Soli

3

KEMIJSKE REAKCIJE U KOJIMA KEMIJSKE REAKCIJE U KOJIMA NASTAJU SOLINASTAJU SOLI

4

1.) kiselina + baza sol + voda

→ višeprotonske kiseline − u različitim omjerima:

H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O

H3PO4 + 2 NaOH Na2HPO4 + 2 H2O

H3PO4 + 3 NaOH Na3PO4 + 3 H2O

Kemijske reakcije u kojima nastaju soli

5

2.) oksid nemetala + baza sol (+ voda) (anhidrid kiseline)

→ anhidridi višeprotonskih kiselina i hidroksidi metala čija valencija je viša od (I):

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3↓ + H2O2 CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2


6

3.) kiselina + oksid metala sol + voda (anhidrid hidroksida)


7

4.) sol1 + kiselina1 sol2 + kiselina2 (ili anhidrid kiseline2 + voda)

a) jača kiselina istiskuje slabiju iz njezinih soli (i iz otopine)

b) teže hlapljiva kiselina istiskuje hlapljiviju


8

4.) sol1 + kiselina1 sol2 + kiselina2 (ili anhidrid kiseline2 +

voda)

c) taloženje netopljive soli (neovisno o jakostima kiseline1 i kiseline2)


9

5.) sol1 + baza1 sol2 + baza2

→ taloženje hidroksida

→ istiskivanje amonijaka


10

6.) sol1 + sol2 sol3 + sol4

→ produkti − različite topljivosti, i to: međusobno i od reaktanata


11

7.) reakcije metalâ s kiselinama

a) metal + kiselina sol + vodik→ “neplemeniti” metali i neoksidirajuće kiseline

Zn(s) + 2 HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Mg(s) + H2SO3(aq) MgSO3(s) + H2(g)


12


b) poluplemeniti i neki plemeniti (inertni) metali + oksidirajuće kiseline

→ različiti redoks procesi

3 Cu + 8 HNO3(razr.) 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O Cu + 4 HNO3(konc.) Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

c) plemeniti/ poluplemeniti metali + neoksidirajuće kiseline

Cu + HCl nema reakcije


13


d) “neplemeniti” metali + oksidirajuće kiseline→ različiti redoks procesi

4 Zn + 10 HNO3(razr.) 4 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3 H2O5 Mg + 12 HNO3(razr.) 5 Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O


14

IntermezzoIntermezzo o različitim zapisima o različitim zapisima kiselo-baznih reakcija kiselo-baznih reakcija

15

AgNO3(aq) + NaCl(aq) AgCl(s) + NaNO3(aq).

AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3

Ag+(aq) + Cl−(aq) AgCl(s)Ag+ + Cl− → AgCl

Na2CO3(aq) + 2 HCl(aq) 2 NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l)

Na2CO3 + 2 HCl 2 NaCl + CO2 + H2O

CO32−(aq) + 2H+(aq) CO2(g) + H2O(l)

CO32− + 2H+ CO2 + H2O

Pisanje jednadžbi kiselo-baznih reakcija

16

TOPLJIVOST SOLITOPLJIVOST SOLI

17

− prilikom otapanja krute soli u vodi:

1.) rušenje kristalne rešetke (Hcell > 0)

2.) hidratacija (općenito: solvatacija) iona (Hhidr < 0)

(Hsol = Hcell + Hhidr )

→ jednadžba disocijacije soli u vodi:KNO3(s) → K+(aq) + NO3

−(aq)

Topljivost soli

18

→ soli se uobičajeno klasificiraju prema topljivosti u čistoj vodi i to u tri skupine:

(1) topljive su one soli koje mogu dati zasićenu otopinu masene koncentracije od barem 10 g/L;

(2) teško topljive soli su one čije su zasićene otopine karakterizirane masenom koncentracijom od 1 do 10 g/L;

(3) netopljive soli tvore zasićene otopine čije masene koncentracije ne prijelaze vrijednosti od 1 g/L.

Topljivost soli

19

− topljivost soli u vodi − često se izražava kao:m(soli) g−1 / 100 g H2O

t / ºC

mB g

−1 /

100

g H

2O

Topljivost soli

20

− topljivost teško topljivih soli u vodi

MmAn(s) m Mx+(aq) + n Ay−(aq)

− ravnoteža u takvim sustavima opisuje se konstantom produkta topljivosti (KS, KSO, nekad KSP ili Kpt):

H O2

soli KSO

CaCO3 8,7 · 10−9 mol2 dm−6

PbSO4 1,6 · 10−8 mol2 dm−6

CaF2 4,0 · 10−11 mol3 dm−9

Hg2Cl2 1,3 · 10−18 mol3 dm−9

Sb2S3 1,7 · 10−93 mol5 dm−15

− neki primjeri (25 ºC):

M A n+ . ] _

K = ] [ [ sym n

Topljivost soli

21

TOPLJIVE SOLI “NETOPLJIVE” SOLIsoli alkalijskih metala karbonati (CO3

2−), kromati (CrO42−),

fosfati (PO43−), sulfiti (SO3

2−), osim oni alkalijskih metala i amonija(NH4

+)

amonijeve (NH4+) soli

kloridi (Cl−), bromidi (Br−), jodidi (I−),osim oni Ag+, Hg2

2+ i Pb2+

sulfidi (S2−), osim oni alkalijskih,zemnoalkalijskih metala i amonija(NH4

+)

nitrati (NO3−), klorati (ClO3

−) iperklorati (ClO4

−) osim KClO4

sulfati (SO42−), osim onih Ca2+,

Sr2+, Ba2+, Pb2+, Hg22+ i Ag+

→ sažeti pregled topljivosti soli:

Topljivost soli

22

OSNOVE NOMENKLATURE OSNOVE NOMENKLATURE SOLISOLI

23

Nazivi soli − izvode se kombiniranjem nazivâ kationa i aniona

→ prema važećoj hrvatskoj nomenklaturi (iz 1996.): − kationi se imenuju oblikom posvojnog pridjeva − između naziva kationa i aniona − bjelina− po potrebi se naznačava oks. broj kationa

npr.: natrijev klorid, željezov(III) sulfat, ...

− do 1996.g. − Strohalova nomenklatura − imenski oblik, poluasloženice;

npr.: natrij-klorid, željezo(III)-klorid

Osnove nomenklature soli

24

–primjeri naziva soli

Osnove nomenklature soli

25

HIDROLIZA SOLI HIDROLIZA SOLI − RAVNOTEŽA U− RAVNOTEŽA U VODENIM OTOPINAMA SOLIVODENIM OTOPINAMA SOLI

26

→ iako, formalno, nastaju “neutralizacijom”, mnoge soli − po otapanju u vodi − ne tvore neutralne vodene otopine

→ HIDROLIZA SOLI

1.) soli nastale neutralizacijom jake kiseline i slabe baze

Hidroliza soli

27

2.) soli nastale neutralizacijom slabe kiseline i jake baze

Hidroliza soli

28

3.) soli nastale neutralizacijom slabe kiseline i slabe baze

Hidroliza soli

29

→ NE HIDROLIZIRAJU:

4.) soli nastale neutralizacijom jake kiseline i jake bazenpr.: NaCl, KNO3, itd., itd. ...

Hidroliza soli

30

AMFOTERNOSTAMFOTERNOST

31

→ amfoternost − svojstvo nekih tvari da pokazuju i kisela i bazična svojstva, tj. reagiraju i s bazama i kiselinama:

1.) neki kemijski elementi (Al, Zn, Sn, ...) i njihovi spojevi (Al2O3, Al(OH)3, ZnO, Zn(OH)2, ...)

2.) “kiseli” anioni višeprotonskih kiselina (→ amfoliti) (npr.: HSO4

−, HCO3−, ...)

Amfoternost

32

ad 1.) amfoternost nekih kemijskih elemenata i njihovih spojeva

Al(OH)3(s) + 3 H+(aq) → Al3+(aq) + 3 H2O(l)

Al(OH)3(s) + OH−(aq) → [Al(OH)4]−(aq)

Al2O3(s) + 6 H+(aq) → 2 Al3+(aq) + 3 H2O(l)

Al2O3(s) + 2 OH−(aq) + 3 H2O(l) → 2 [Al(OH)4]− (aq)

2 Al(s) + 6 HCl(aq) → 2 AlCl3(s) + 3 H2(g)

2 Al(s) + 2 NaOH(aq) + 6 H2O(l) → 2 Na[Al(OH)4](aq) + 3 H2(g)

Amfoternost

33

ad 2.) amfoternost “kiselih” aniona višeprotonskih kiselina (→ amfoliti)

Amfoternost

23 2 3 3

3 2 2 3

HSO (aq) + H O(l) H O (aq) + SO (aq)

HSO (aq) + H O(l) H SO (aq) + OH (aq)

(ionizacija)

(hidroliza)

34

PUFERSKE OTOPINEPUFERSKE OTOPINE

35

→ puferi (puferske otopine) − otopine koje se odupiru promjeni vrijednosti pH kada se doda mala količina kiseline ili baze

− puferi su smjese : 1.) slabe kiseline i njezine soli, ili (CH3COOH / CH3COONa)

2.) slabe baze i njezine soli (NH3 / NH4Cl)

Puferske otopine

36

→ HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A−(aq) H O A3 + . ]

_

K =]

] HA[

[ [ a

+3 a

HAH O

AK

+3 a

HAlog H O log log

AK

a

HApH p log

AK

a

ApH p log

HAK

Puferske otopine

37

→ HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A−(aq) H O A3 + . ]

_

K =]

] HA[

[ [ a

a

ApH p log

HAK

A− dodan u obliku soli

0

0

a (A )pH p log(HA)

cKc

Henderson-Hasselbachova jednadžba

Puferske otopine

38

− Lawrence Joseph Henderson (1878. – 1942.) američki kemičar, biolog, fiziolog

→ 1908. g.

− Karl Albert Hasselbalch (1874. – 1962.) danski kemičar → 1917. g.

Puferske otopine

39

→ B:(aq) + H2O(l) BH+(aq) + OH−(aq)

BH+ dodan u obliku soli

Henderson-Hasselbachova jednadžba

BH OH+ . ]

_

K =] [ [

b ] B[

0

0

b (BH )pOH p log

(B)cK

c

Puferske otopine

40

− općenito (i za kisele i za bazične pufere):

0

0

a (konj. baza)pH p log(konj. kis.)

cKc

sastav pufera pKa

KISELI PUFERI

CH3COOH / CH3COO− 4,74

HNO2 / NO2− 3,37

HClO2 / ClO2− 2,00

BAZIČNI PUFERI

NH4+ / NH3 9,25

(CH3)3NH+ / (CH3)3N 9,81

H2PO4− / HPO4

− 7,21

Puferske otopine

41

DODATAKDODATAK

42

Documents

6 Kiseline Baze Soli 3