Vodeni rastvori soli

7/24/2019 Vodeni rastvori soli

1/14

VODENI RASTVORI SOLI

Kiselo-bazna reakcija vodenih rastvora soli

Hidroliza (protolitika reakcija)

- pH vodenih rastvora soli koje hidrolizuju

- stepen hidrolize- koncentracije jona u rastvoru soli koja hidrolizuje

- pH rastvora vs koncentracija soli

- pospeivanje i suzbijanje hidrolize

1

13 i 16-11-2015

Gordana Popovi

Soli u vodenom rastvoru disosuju na jone (katjone i anjone)

- u razblaenim rastvorima disocijacija soli je potpuna

2

Kiselo-bazne osobine vodenih rastvora soli

Kiselost (baznost) vodenog rastvora soli zavisi od kiselo-baznih

osobina njenih jona

Joni soli u vodenom rastvoru mogu da deluju kao:

- kiseline

- baze

- ne utiu na pH

Hidrolizuju soli nastale iz:

- jakih baza i slabih kiselina

- slabih baza i jakih kiselina

- slabih baza i slabih kiselina

Hidroliza: reakcija jona soli sa vodom pri emu nastaje

slaba kiselina i/ili slaba baza

Ne hidrolizuju sve soli!

1. Soli jakih baza i jakih kiselina

2. Soli jakih baza i slabih kiselina

3. Soli slabih baza i jakih kiselina

4. Soli slabih baza i slabih kiselina

3

NORMALNE (neutralne) SOLI

HIDROGEN (kisele) SOLI HIDROKSID (bazne) SOLI

Plan predavanja

1. SOLI JAKIH BAZA I JAKIH KISELINA

H2O H+ + OH-

Na+ i Cl- ne reaguju sa vodom

- ne remete H+ - OH- ravnoteu u vodi

- ne utiu na pH

Primeri soli iji vodeni rastvor reaguje neutralno:

NaNO3, KCl, NaI, NaBr, KClO

4, KMnO

4

NaCl Na+ + Cl-H2O

100 %Normalne soli

jaka kiselina/jaka baza

Neutralan

vodeni rastvor

4

NORMALNE (neutralne) SOLI

Joni koji ne reaguju sa vodom:

anjoni: Cl , Br , I , NO3, ClO

3, ClO

4, MnO4

-

katjoni: Li+, Na+, K+, Rb+, Sc+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ag+


2/14

2. SOLI JAKIH BAZA I SLABIH KISELINA - HIDROLIZA ANJONA

Na primeru NaCH3COO

Na+je pratei jon (posmatra), ne reaguje sa jonima vode

(ne utie na promenu pH)

CH3COO- vezuje H+jone vode pri emu nastaju molekuli slabe

kiseline CH3COOH

Zbog vika OH-jona rastvor reaguje bazno

5

NaCH3COO Na+ + CH

3COO-

H2O OH- + H+

H2O

100 %

CH3COOH

Pomeranje ravnotee

(Le Chatelier princip)

CH3COO- + H

2O OH- + CH

3COOH

b-3

3h K

]COO[CH

]COOH][OH[CHK ==

Kb

- bazna konstanta (po protolitikoj teoriji)

Jednaina hidrolize acetatnog jona (anjona)

Konstanta ravnotee

Kh - kanstanta hidrolize (tradicionalno)

rastvor reagje !a"no!a"a

(anjon)

#

U sutini protolitika reakcija tradicionalno se naziva hidroliza

a

wbh

K

KKK ==

10

5-

-14

COOH)(CHa

w

)COO(CHh)COO(CHb106,5

101,8

10

K

KKK

3

-3

-3

=

===

pH u rastvoru solijakih baza i slabih kiselina

$

CH3COO- + H

2O OH- + CH

3COOH

cK][OH)COO(CHb

-3

=

a

wb

K

KK =

cK

K][OH

COOH)(CHa

w

3

=

Ako je % hidrolize < 5%

!a"a

logc

2

1pK

2

1pK

2

1pH aw ++=

Logaritmovan oblik jednaine:

Ako je % hidrolize > 5%

2

cK4KK-][OH

b

2

bb ++=

Kb anjona se obino ne navodi u

tabelama ve se izraunava na

osnovu Ka

konjugovane kiseline

][OH]COO[CH anohidrolizov-

3

=c]COO[CH pocetno

-

3 =

c

][OHh

=

Stepen hidrolize (h) solijakih baza i slabih kiselina

CH3COO- + H2O OH

- + CH3COOH

Terminologija: % hidrolize stepen hidrolize (%)

pocetno-

3

anohidrolizov-

3

]COO[CH

]COO[CHh=

100

c

][OHh(%) =

(h = 0 1)

(% hidrolize = 0 -100 %)

%

Definicija:


3/14

Stepen hidrolize (h) vs konstanta hidroliza (Kh)

cK][OH h=

c

][OHh

=cKhc h=

cKh h=

h zavisi od temperature i koncentracije:

manje c vee h

vee c manje h

Kh zavisi od temperature

Pitanje. & 'om rastvor je vei stepen hiroli"e ,1 mol*l +aC3C-- ili ,1 mol*l +aC3C-- .

/ 1

Primer 1. Izraunati pH, procenat hidrolize i koncentraciju svih jona u 0,1 mol/l KCN.

pH rastvora

Jednaina hidrolize

11

Koncentracija svih jona u rastvoru 0,1 mol/l KCN

% Hidrolize

Uticaj koncentracije anjona na pH rastvora solijake baze i slabe kiseline

0onstanta, ne "avisi o 'oncentracije

-- A)(AbcK][OH =

vee c vea [H-], bazniji rastvor (vee pH)

manje c manja [H-], manje bazan rastvor (manje pH)

[OH-] direktno proporcionalna koncentraciji anjona (soli):

12

razblaenje smanjenje koncentracije

(razblaenje: dodatak vode ili rastvora druge supstance sa kojom data

so ne reaguje)

Pitanje. 0oli'o je p rastvora +aC3C-- pri veli'om (!es'onanom) ra"!laenj.


4/14

a) 0,1 M NaCH3COO

b) 0,1 M Ca(CH3COO)2c) 0,2 M NaCH

3COO

NaCH3COO Na+ + CH3COO

-

Ca(CH3COO)2 Ca2+ + 2CH3COO

-

CH3COO-

+ H2O

OH-

+ CH3COOH

Primer 2. Predvideti reakciju vodenih rastvora i uporediti pH (>, 7

-3

-3 COOCH)COO(CHb

cK][OH =

a) 0,1 M NaCH3COO

b) 0,1 M Ca(CH3COO)2

c) 0,2 M NaCH3COO

14

Koncentracija acetatnog jona:

=-3COOCH

c

=-3COOCHc

=-3COOCH

c

15

Kiselina Ka

C6H5COOH 6,310-5

HCN 410-10

H3PO4H2PO4

-

HPO42-

7,510-3 (Ka1)

6,210-8 (Ka2)

4,810-13 (Ka3)

Primer 4. Poreenje (>,


5/14

Pospeivanje hidrolize solijakih baza i slabih kiselina

CH3COO- + H

2O OH- + CH

3COOH

razblaivanje rastvora (dodatak vode) poveanje temperature (zagrevanje rastvora) vezivanje OH-jona (npr. dodatak kiseline)

1$

H+ + Cl-

H2O

Pomeranje ravnotee

Dodatak kiseline (HCl) u rastvor NaCH3COO:


Suzbijanje hidrolize solijakih baza i slabih kiselina

1%

koncentrovanje rastvora (isparavanje vode) sniavanje temperature (hlaenje rastvora) poveanje koncentracije OH-jona (dodatak baze)

CH3COO- + H

2O OH- + CH

3COOH

pomeranje ravnotee

Dodatak baze (NaOH) u rastvor NaCH3COO:

(Le Chatelier princip)Na+ + OH-

ticaj "ajeni'og jona

1/

Primer 3. Kako na hidrolizu KCN utie: dodatak HCl, KOH, KCl, H2O

zagrevanje

hlaenje

K+ + CN- + H2O K+ + OH- + HCN

HCl

H

+

+ Cl

-

KOH K+ + OH-

KCl K+ + Cl-

H2O (razblaenje)

zagrevanje

hlaenje

2

3. SOLI SLABIH BAZA I JAKIH KISELINA - HIDROLIZA KATJONA

NH4Cl NH4+ + Cl-

H2O OH- + H+

H2O

100 %

NH3 + H2O

Pomeranje ravnotee

Cl- ne reaguje sa jonima vode - ne utie na promenu pH

NH4+ vezuje OH- vode pri emu nastaju molekuli slabe baze NH3

Zbog vika H+jona rastvor reaguje kiselo


Na primeru NH4Cl


6/14

21

NH4

+ + H2O NH3 + H3O

+

][NH

]][H[NHKK

4

3ah +

+

==

Ka - kiselinska konstanta (protolitika teorija)

Jednaina hidrolize amonijum jona (katjona)

Konstanta ravnotee

Kh - kanstanta hidrolize (tradicionalno)

rastvor reagje 'iselo'iselina

('atjons'a)

NH4+ NH3 + H

+

Pojednostavljeno:

b

wah

K

KKK ==

10

5-

-14

)(NHb

w

)(NHa)(NHh106,5

101,8

10

K

KKK

3

44

=

=== ++

cK][H)(NHa 4

+=+

cK

K][H

)(NHb

w

3

=+

22

Logaritmovan oblik jednaine:

logc2

1

pK2

1

pK2

1

pH bw =

Neophodni parametri za izraunavanje pH rastvora soli SB-JK:

koliinska koncentracija katjona (soli) Kb vrednost slabe baze

b

wa

K

KK =

Ka katjonske kiseline se obino ne

navodi u tabelama ve se izraunava

na osnovu Kb konjugovane baze

pH u rastvoru solislabe baze i jake kiseline

Ako je % hidrolize < 5%

][H][NH anohidrolizov4 ++ =

c][NH pocetno4 =+

Stepen hidrolize (h) solislabe baze i jake kiseline

c

][Hh

+

=

pocetno4

anohidrolizov4

][NH

][NHh

+

+

=

100c

][Hh(%) =+

(h = 0 1)

(% hidrolize = 0 -100 %)

23

NH4+ H+ + NH

3

Definicija:

Stepen hidrolize (h) vs konstanta hidroliza (Kh)

cK][H h=+

c

][Hh

+

=

cKhc h=

c

Kh h=

h zavisi od temperature i koncentracije:

manje c vee h

vee c manje h

Kh zavisi od temperature

Pitanje. & 'om rastvor je vei stepen hiroli"e ,1 mol*l +4Cl ili ,1 mol*l +4Cl.

24


7/14

Uticaj koncentracije katjona na pH rastvora solislabe baze i jake kiseline

0onstanta, ne "avisi o 'oncentracije

++=+

44 NH)(NHacK][H

vee c vea [H+], kiseliji rastvor (manje pH)

manje c manja [H+], manje kiseo rastvor (vee pH)

[H+] direktno je proporcionalna koncentraciji katjona:

25Pitanje. 0oli'o je p rastvora +4Cl pri veli'om (!es'onanom) ra"!laenj.

razblaenje rastvora smanjenje koncentracije soli

a) 0,1 mol/l NH4Cl

b) 0,1 mol/l (NH4)2SO4c) 0,2 mol/l NH

4Br

Primer 5. Predvideti reakciju (kiselo, bazno, neutralno) vodenih rastvora sledeih soli i

uporediti stepen hidrolize i pH (, =):

2#

a) NH4Cl NH

4+ + Cl-

b) (NH4)2SO4 2NH4+ + SO4

2-

c) NH4Br NH

4+ + Br-

Primer 6. Izraunati pH, procenat hidrolize i koncentraciju svih jona u0,1 mol/l NH4Cl.

2$

pH rastvora:

Jednaina hidrolize:

% hidrolize

2%

Koncentracija svih jona u rastvoru 0,1 M NH4Cl


8/14

Pospeivanje hidrolize solislabe baze i jake kiseline

NH4+ H+ + NH

3

razblaivanje rastvora (dodatak vode) poveanje temperature (zagrevanje rastvora) vezivanje H+jona (npr. dodatak baze)

2/

OH- + Na+

H2O

Pomeranje ravnotee

Dodatak baze (NaOH) u rastvor NH4Cl:


Suzbijanje hidrolize solislabe baze i jake kiseline

3

koncentrovanje rastvora (isparavanje rastvaraa) sniavanje temperature (hlaenje rastvora) poveanje koncentracije H+jona (dodatak kiseline)

NH4+ NH

3+ H+

pomeranje ravnotee

Dodatak kiseline (HCl) u rastvor NH4Cl:


H+ + Cl-

ticaj "ajeni'og jona

31

Primer 7. Kako na hidrolizu NH4Br utie: dodatak HCl, KOH, KCl, H2O

zagrevanje

hlaenje

HCl H+ + Cl-

KOH K+ + OH-

KCl K+ + Cl-

H2O (razblaenje)

zagrevanje

hlaenje

NH4

+ + Br- NH3

+ H+ + Br-

32

3a. Soli koje sadre mali katjon metala velikog naelektrisanja(npr. Al3+, Fe3+, Fe2+, Cr3+)

Vodeni rastvori ovih soli sa jakim kiselinama reaguju kiselo:

AlCl3, Al2(SO4)3, Al(NO3)3, FeSO4, FeCl3, ...

U vodenom rastvoru joni metala su hidratisani:

[Al(H2O)6]3+

[Fe(H2O)6]2+

[Fe(H2O)6]3+

AlCl3 Al3+ + 3Cl-

[Al(H2O)6]

3+

+ H2O

[AlOH(H2O)5]

2+

+ H3O

+

5

3

62

2

52a 1021

]O)[Al(H

]][HO)[AlOH(HK

+

++

== ,

Hidrolza hidratisanog katjona:

Disocijacija:

'iselina


9/14

33

Al

OH

H2O

H2O

OH2OH2

OH2

2+

+ H2O + H3O+

Elektronski par

pomeren od atoma

kiseonika prema Al3+

Al

O

H2O

H2O

OH2OH2

OH2

H H3+

+ +

hidratisan Al3+

oslabljena veza O-H

donor protona - kiselina

Al3+ + H2O AlOH2+ + H+

Uobiajeno skraeno prikazivanje hidrolize jona metala:

cK][H a=+

34

Katjon Jonski radijus(A)

Hidratisan katjon Ka

Na+ 1,16 [Na(H2O)6]+ ? 1,010-14

Mg2+ 0,85 [Mg(H2O)6]2+ 3,010-12

Al3+ 0,68 [Al(H2O)6]3+ 1,210-5

Fe2+

0,76 [Fe(H2O)6]2+

3,010-10

Fe3+ 0,64 [Fe(H2O)6]3+ 4,010-3

Co2+ 0,74 [Co(H2O)6]2+ 5,010-10

Co3+ 0,63 [Co(H2O)6]3+ 1,710-2

Katjoni iste periode:

manji katjon veeg naelektrisanja jaa kiselina

Katjoni istog elementa razliitog oksidacionog stanja:manji katjon veeg naelektrisanja jaa kiselina

Hidrolza hidratisanog jona metala:

u veini sluajeva odvija se samo u prvom stupnju

u nekim sluajevima se uspostavljaju veoma sloene ravnotee (polimerizacija) mogu da nastanu teko rastvorljivi hidroksidi ili bazne soli (hidroksid-soli)

Tablini podaci. Ka vrednosti hidratisanih jona metala

35

Primer 8. Izraunati pH, procenat hidrolize i koncentraciju svih jona u 0,1 mol/l AlCl3.

Jednaina hidrolize:

pH rastvora:

3#

Koncentracija svih jona u 0,1 mol/l AlCl3 rastvoru:

% hidrolize:

P i 9 P j ( ) H t li l bih b i j kih ki li i tih


10/14

3$

Primer 9. Poreenje (>, Ka

NH4CH3COO

NH4NO2

5

COOH)(CHa 108,1K 3=

5

)(NHb 1081K 3= ,

5

)(NHb1081K

3

= ,

4

)(HNOa 1054K 2= ,

NH4CN 10(HCN)a 104K =5

)(NHb 1081K 3

= ,

VODENI RASTVORI HIDROGEN SOLI


11/14

41

VODENI RASTVORI HIDROGEN SOLI

nazivaju se i kisele soli soli poliprotinih kiselina sadre anjone HA-, H

2

A-, HA2-

anjonske baze (primaju proton) rastvor reaguje bazno

U vodenom rastvori ovi anjoni mogu da budu:

anjonske kiseline (daju proton) rastvor reaguje kiselo

HA- H+ + A2-

HA- + H2O H2A + OH- (hiroli"a)

ili

NaHSO4, NaHCO3, NaH2PO4, Na2HPO4, NaHS

42

Kako e se ponaati u vodenom rastvoru zavisi da li je anjon jaa

kiselina ili baza:

ako je Ka (HA-) > Kb (HA-) rastvor reaguje kiselo

ako je Ka (HA-) = Kb (HA-) rastvor reaguje neutralno

ako je Ka (HA-) < Kb (HA-) rastvor reaguje bazno

Napomena.Pravite ra"li' i"me 'iselo!a"ne rea'cije voenog rastvora hirogensoli i rea'cije soli sa

oatim 'iselinama i !a"ama oeni rastvor same6 hirogensoli moe a !e 'iseo ili !a"an, a s

o!"irom a sari am7oterni anjon moe a reagje i sa Cl i sa +a- (a'o se oaj rastvor soli)

43

NaHSO4 Na+ + HSO4

- (disocijacija soli)

NaHSO4

HSO4- H+ + SO4

2-

'iselina

2

)(HSOa1021K

4

= ,

17

3

14

)SO(Ha

w

)(HSOb10

10

10

K

KK

42

-4

===

Ka > Kb HSO4-jaa kiselina nego baza

H2SO4 Ka1~103

Ka2 = 1,210-2

HSO4- + H2O OH

- + H2SO4!a"a

ili

jaka kiselina

Potvrda:

Vodeni rastvor NaHSO4 reaguje kiselo

44

NaHCO3

NaHCO3

8 Na+ + HCO3-

HCO3- H+ + CO3

2-

11

4

14

)CO(Ha

w

)(HCOb107,7

103,110

KKK

32

-3

=

==HCO3- + H2O OH

- + H2CO3

11

)(HCOa106,4K -

3

=

)(HCOb)(HCOa-

3-

3

KK

Documents

Vodeni rastvori soli