Chemia Ogólna

Wykład III

kwas1 zasada1 + proton

zasada2 + proton kwas2

kwas1 + zasada2 zasada1 + kwas2

NH3 + H2O NH4+ + OH-

zasada1 kwas2 sprzężonysprzężonakwas1 zasada2

H2PO4- + H3O

+ H3PO4 +H2O

zasada1 kwas2 kwas1 zasada2

Związki amfiprotyczne

H2PO4- + OH- HPO4

2-

+ H2Okwas1 zasada2 zasada1 kwas2

NH2CH2COOH NH3+CH2COO-

glicyna jon obojnaczy

Autoprotoliza jest innym przykładem oddziaływania kwas – zasada:

zasada1 + kwas2 kwas1 + zasada2

H2O + H2O H3O+ + OH-

CH3OH + CH3OH CH3OH2+ + CH3O

-

HCOOH + HCOOH HCOOH2+ +

HCOO-

NH3 + NH3 NH4+ + NH2

-

 HCl + H2O H3O

+ + Cl-

H3PO4 + H2O H3O+ + H2PO4

-

Al(H2O)63+ + H2O H3O

+ + AlOH(H2O)52+

CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO-

H2PO4- + H2O H3O

+ + HPO42-

NH4+ + H2O H3O

+ + NH3

 

Najmocniejszy kwas 

Najsłabszy kwas

Najsłabsza zasada

Najmocniejsza zasada

HClO4 + H2O H3O+ + ClO4

-

CH3COOH + HClO4 CH3COOH2+ + ClO4

-

zasada1 kwas2 kwas1 zasada2

rozpuszczalnik różnicujący

Bezwodny kwas octowy jest rozpuszczalnikiem różnicującym moc kwasów, które zachowują się jak mocne kwasy w wodzie.Jak będzie działał ciekły amoniak jako rozpuszczalnik?

Stopień dysocjacjiPrawo rozcieńczeń OstwaldaMocne elektrolity =1 %=100%

Stopień dysocjacji =nzdys/ncałk=czdys/ccałk

Słabe elektrolity <1 %<100%

Im większe stężenie cHA tym mniejszy stopień dysocjacji

Krzywe miareczkowania alkacymetrycznego

Mocny kwas + mocna zasada

Mocny kwas

Mocna zasada

Roztwór obojętny

Krzywe miareczkowania alkacymetrycznego

słaby kwas + mocna zasada

Sł. kwas

bufor

Sł. zasada

Mocna zasada

Krzywe miareczkowania alkacymetrycznego

słaba zasada + mocny kwas

Sł. zasada

bufor

bufor

amfiprotyczna

Sł. kwas

Mocny kwas

Miareczkowanie sody kwasem solnym

Mol/l (g, mol, litr)

Wskaźniki alkacymetryczneSłabe kwasy i zasady o różnym zabarwieniu formy kwasowej

i zasadowej

żółty

czerwony

żółty

Wskaźniki alkacymetryczne

Jednobarwne (fenoloftaleina)

fenoloftaleina

Jak dobrać wskaźnik?

fenoloftaleina fenoloftaleina Oranż metylowy

Charakterystyka wskaźników

pH gleby 4 – 4,5

pH gleby 5,5 - 6

hortensja

Maki Chabry

pH soków w makach < pH soków w chabrach

Ten sam barwnik jest odpowiedzialny za barwę maków i chabrów

Automatyczny titrator

Wyrażenia opisujące stałą równowagi

wW + xX yY + z Z

[Y]y [Z]z

K = [W]w [X]x

Wyrażenia algebraiczne przedstawiające zależności istniejące pomiędzy stężeniami (stałe stężeniowe) (lub aktywnościami – stałe termodynamiczne) substratów i produktów. [Y] – stężenie molowe, jeśli reagent jest gazem – ciśnienie cząstkowe zamiast stężenia np. py, jeśli Y jest czystą cieczą, rozpuszczalnikiem w dużym nadmiarze, jego symbol nie pojawia się w wyrażeniu opisującym stałą równowagi. Wartość stałej zależy od temperatury, ciśnienia, siły (mocy) jonowej roztworu dla stałej stężeniowej. Położenie stanu równowagi chemicznej jest niezależne od drogi, na której ten stan został osiągnięty.

Równowagi i stałe równowagi ważne w chemii analitycznej

 Rodzaj równowagi

Nazwa i symbol stałej równowagi

 Typowy przykład

Wyrażenie opisujące stałą równowagi

Dysocjacja wody Iloczyn jonowy wody, Kw

2 H2O H3O+ + OH- Kw = [H3O

+][OH-]

Równowaga heterogeniczna pomiędzy substancją trudno rozpuszczalną i jej jonami w nasyconym roztworze

Iloczyn rozpuszczalności, Kso

BaSO4(s) Ba2+ +

SO42-

Kso = [Ba2+][ SO42-]

Dysocjacja słabego kwasu lub słabej zasady

Stała dysocjacji, Ka lub

Kb

CH3COOH + H2O

H3O+ + CH3COO-

 CH3COO- + H2O

OH- + CH3COOH

[H3O+][ CH3COO-]

Ka = _________________

[CH3COOH]

 Kb = _ [OH-][CH3COOH]

[CH3COO-]

 

Tworzenie kompleksu Stała kompleksowania, n

Ni2+ + 4CN- Ni(CN)4

2-

4 = ______________

[Ni(CN)42-]

[Ni2+][CN-]4

 

Iloczyn rozpuszczalności, Kso

BaSO4(s) Ba2+ +

SO42-

Kso = [Ba2+][ SO42-]

 

Tworzenie kompleksu Stała kompleksowania, n

Ni2+ + 4CN- Ni(CN)4

2-

4 = [Ni(CN)42-]

[Ni2+][CN-]4

 

Równowaga reakcji utlenienia/redukcji

Kredox MnO4- + 5Fe2+ + 8H+

Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

Kredox = [Mn2+][Fe3+]5

[MnO4-][Fe2+]5[H+]8

 

Równowaga podziału substancji rozpuszczonej pomiędzy nie mieszające się rozpuszczalniki

KD I2(aq) I2(org) [I2]org

KD =

[I2]aq