ph ROZTWORÓW WODNYCH

Transkrypt

1 ph ROZTWORÓW WODNYCH ph roztworów monyh kwsów i zsd H O H O A α 00 % MeOH Me OH MeOH α 00 % np.: HCl, r, HI, HNO, HClO i HClO NOH, OH, CsOH i ROH [H O [OH MeOH ph - log poh - log MeOH

2 Mone kwsy dwuprotonowe, np. kws sirkowy(vi) dysojują stopniowo: np.: H SO H O H O HSO HSO H O H O SO (np. w 0, M H SO tylko ok. 0% jonów HSO jest zdysojownyh) Mone zsdy dwuwodorotlenowe, np. C(OH), Sr(OH) i B(OH) dysojują łkowiie: np.: Me(OH) Me OH [OH MeOH Mone kwsy o: < 0 6 H O H O A α 00 % [H O [H O z kwsu [H O z wody w [H O z wody [OH poniewż: [H O z kwsu C to: w [H O wię po przeksztłeniu: [H O [H O w 0 trójmin kwdrtowy: x x 0 Δ x ± Δ wrunki spełni tylko jeden pierwistek: [H O w

3 Mone zsdy o: z < 0 6 MeOH Me OH α 00 % [OH [OH z zsdy [OH z wody po przeksztłenih: [OH z [OH w 0 wrunki spełni tylko jeden pierwistek: [OH z z w ph roztworów słyh kwsów i zsd H O H O A α < [A [H O [ [H O [A [HO [ -stł dysojji kwsu -stężenie molowe kwsu poniewż: [H O [A orz [ -[H O to: [H O [H O [H O 0 wrunki spełni jeden pierwistek: [H O -

4 Jeżeli spełniony jest wrunek: > 00 to: [ -[H O i wówzs: Ntomist jeżeli znny jest stopień dysojji α słego kwsu to: [H O α Wrtośi stłyh dysojji wyrnyh jednoprotonowyh kwsów nieorgniznyh w roztworze wodnym, T 98 ws ws zotowodorowy ws zotowy(iii) ws hlorowy(i) ws hlorowy(ii) ws yjnowodorowy ws fluorowodorowy Wzór HN HNO HClO HClO HCN HF, 0 5,5 0,0 0 8, 0 6, 0 0 6,7 0 Wrtośi stłyh dysojji wyrnyh wieloprotonowyh kwsów nieorgniznyh w roztworze wodnym, T 98 ws ws rsenowy(v) ws fosforowy(v) ws fosforowy(iii) ws selenowodorowy ws sirkowodorowy Wzór H AsO H AsO so H PO H PO HPO H PO H PO H Se HSe H S HS 6,0 0,0 0 7,9 0 7,5 0 6, 0 8, 0,6 0 6, 0 7, 0,0 0 9, 0 8, 0

5 d. ws ws hromowy(vi) ws selenowy(vi) ws sirkowy(vi) ws sirkowy(iv) ws węglowy Wzór H CrO HCrO H SeO HSeO H SO HSO H SO HSO H CO HCO rdzo duż, 0 7 rdzo duż,0 0 rdzo duż, 0,7 0 5,0 0 6, 0 7 5,0 0 Wrtośi stłyh dysojji wyrnyh kwsów orgniznyh w roztworze wodnym, T 98 ws hlorootowy ws dihlorootowy ws trihlorootowy ws szzwiowy (COOH) ws ws enzoesowy Fenol (kws krolowy) ws mrówkowy ws otowy ws EDTA (kws etylenodimino- tetrotowy) Wzór C 6 H 5 COOH C 6 H 5 OH HCOOH CH COOH ClCH COOH Cl CHCOOH Cl CCOOH H C O HC O H Y H Y H Y 6,6 0 5,0 0 0, 0,8 0 5, 0 6, 0,5 0 5, 0 5, 0 5,0 0,0 0 7, 0 7 [CH HY N(CH COOH) 7,9 0

6 Słe kwsy wieloprotonowe, typu H A lu H A, dysojują stopniowo, np. H PO H O H O H PO 7,5 0 H PO H O H O HPO 6, 0 8 HPO H O H O PO, 0 Opróz wymienionego H PO do kwsów wieloprotonowyh nleżą m.in.: H CO, H SO, H S, H C O, H PO, H AsO i inne. Dysojj dwuprotonowego kwsu o ogólnym wzorze H Ai stężeniu : H A H O H O H O H O A H A wię: [H O [H O [H O [ [H A [A [ Poniewż: >> orz [ [H O i [H O [A to: [H O [H O [A [H O wię: lu: [H O [H O - H A H jeżeli: A > 00 Ntomist stężenie jonów [A możn olizyć z : [A [ - [H O [H O [ to: [A

7 W sposó nlogizny rozptruje się równowgę w roztworze wodnym słej zsdy. Wrtośi stłyh dysojji wyrnyh zsd w roztworze wodnym, T 98 Zsd Amonik Anilin Pirydyn Metylomin Dimetylomin Trimetylomin Etylomin Dietylomin Trietylomin Wzór NH C 6 H 5 NH C 5 H 5 N CH NH (CH ) NH (CH ) N C H 5 NH (C H 5 ) NH (C H 5 ) N,8 0 5, ,9 0 6,5 0 5,9 0 6, 0 5, 0 8,6 0 5, 0 C H 5 NH H O C H 5 NH OH (C H 5 ) NH H O (C H 5 ) NH OH (C H 5 ) N H O (C H 5 ) NH OH B H O BH OH B α < dl której wyrżenie n stłą dysojji m postć: [BH [OH [H O [B Poniewż [BH [OH orz [B B -[OH to równnie przyjmuje postć: [OH [OH B 0 stężenie jonów [OH jest równe: [OH - B Dl spełnionego wrunku: B > 00 [OH B jeżeli znny jest stopień dysojji α słej zsdy to: [OH α B

8 MIESZANINY ELETROLITÓW O WSPÓLNYM JONIE miesznin dwóh monyh kwsów (lu zsd) miesznin monego i słego kwsu (lu zsdy) miesznin monego kwsu i słego kwsu wieloprotonowego miesznin dwóh słyh kwsów (lu zsd) roztwory uforowe MIESZANINA DWÓCH MOCNYCH WASÓW H O H O A V α 00 % H O H O B V α 00 % [H O [H O z [H O z [H O V V V V W przypdku mieszniny dwóh jednowodorotlenowyh monyh zsd sposó postępowni jest nlogizny. MIESZANINA: monego kwsu słego kwsu -stężenie molowe monego kwsu w mieszninie!!! -stężenie molowe słego kwsu w mieszninie!!! stężeni i -są porównywlne H O H O A α H O H O B α << [H O [H O [H O poniewż: [H O -[H O to: [H O ph - log jeżeli łąd jest większy od 5 % to: [H O - ( )

9 Jk olizyć stopień dysojji α słego kwsu w tej mieszninie? α [B stł dysojji słego kwsu jest równ: [B [ [B [B poniewż: [H O i -[H O to: [B [B wię: α W przypdku mieszniny monej zsdy MeOH i słej zsdy B o stłej dysojji sposó postępowni jest nlogizny: MeOH H O Me OH α MeOH B H O BH OH α B << [OH [OH MeOH [OH B wię: [OH MeOH [BH MeOH B α B MeOH

10 MIESZANINA: monego kwsu słego kwsu wieloprotonowego H B -stężenie molowe monego kwsu w mieszninie!!! -stężenie molowe słego kwsu w mieszninie!!! stężeni i -są porównywlne H O H O A α H B H O H O α << H O H O B poniewż: [H O i -[H O to: [H O ph -log Jk olizyć stężenie nionu [B w tej mieszninie? Poniewż stłe dysojji i słego kwsu H Bsąrówne: [ [H B [B [ orz: [H O i -[H O to stężenie [ wylizone z wynosi: [ po uwzględnieniu tej wrtośi w wyrżeniu n stłą : [ [H O [B [ [H O [B

11 MIESZANINA DWÓCH SŁABYCH WASÓW i -stężeni molowe, odpowiednio kwsu i w tej mieszninie!!! stężeni i -są porównywlne H O H O A α << H O H O B α << [H O [H O [H O [A [ orz [B [ poniewż: [H O [A [H O [B orz: [ -[A i [ -[B to: i to: wię: [H O i [H O podstwiją oie wielkośi do wzoru: [H O [H O [H O otrzymuje się: [H O [H O jeżeli [H O < 0 6 to: w Anlogizny wzór stosuje się do olizeni stężeni jonów wodorotlenowyh w mieszninie dwóh słyh zsd, np.: NH ( ) CH NH ( ) [OH

12 ROZTWORY BUFOROWE Roztwory uforowe - to roztwory zwierjąe kws i sprzężoną z nim zsdę, zdolne do przeiwdziłni zminom ph. Stnowią je mieszniny: ) słego kwsu i soli tego kwsu z moną zsdą / CH COOH i CH COON / HCOOH i HCOON ) słej zsdy i soli tej zsdy z monym kwsem, / NH H O i NH Cl ) dwóh soli kwsów wieloprotonowyh, / NH PO i N HPO / N HPO i N PO / NHCO i N CO Ad. ) w mieszninie słego kwsu o stężeniu i jego soli MeA o stężeniu s nstępuje dysojj skłdników zgodnie z równnimi: H O H O A α << MeA Me A α stn równowgi w tkim ukłdzie określ stł dysojji kwsu: [H O [A [ poniewż: [ -[H O i [A s [A z kwsu s to: s Co się dzieje po dodniu niewielkiej ilośi monego kwsu lu zsdy?

13 Ad. ) przeprowdzją nlogizne rozumownie dl roztworu złożonego ze słej zsdy B o stężeniu B i jej soli z monym kwsem BHX stężeniu s otrzymuje się: B H O BH OH α << BHX BH X α stn równowgi w tkim ukłdzie określ stł dysojji kwsu: [BH [OH [B poniewż: [B B -[OH B i [BH s [BH z zsdy s to: [OH B s Co się dzieje po dodniu niewielkiej ilośi monego kwsu lu zsdy? Stężenie soli stężenie ktionu, np. roztwór uforowy złożony z: NH i (NH ) SO? Ad. ) w przypdku roztworu uforowego złożonego z dwóh soli kwsu wieloprotonowego, np. w uforze złożonym z NH PO i N HPO stn równowgi opisuje rekj: H PO H O HPO H O stn równowgi w tkim ukłdzie określ stł dysojji kwsu: [H O [HPO [H PO stąd stężenie jonów wodorowyh w roztworze tego uforu: [HPO [H PO NH PO N HPO z kolei w przypdku roztworu uforowego złożonego zn HPO in PO stn równowgi opisuje rekj: HPO H O PO H O

14 Stężenie jonów wodorowyh w omwinyh ukłdh zleży od: rodzju roztworu uforowego (ufory omówione w pkt., i ) B od stosunku stężeń ou skłdników mieszniny i s s Włśiwośią roztworów uforowyh jest utrzymywnie prwie stłej wrtośi ph podzs dodwni niewielkih ilośi monego kwsu lu zsdy, jk również podzs rozieńzni. żdy roztwór uforowy hrkteryzuje się tzw. pojemnośią uforową, określjąą lizę moli jonów H O lu OH -, któryh dodnie do dm roztworu zmieni jego ph o jednostkę. β,0 ( [H O ) [H O β mx gdy s