RÓWNOWAGI JONOWE W ROZTWORACH WODNYCH

Transkrypt

1 RÓWNWAGI JNWE W RZTWRACH WDNYCH ILCZYN JNWY WDY, ph H H H H H H H [H [H W wrunkh stndrdowyh (p 101,5 hp, t 5 o C) [H [H w W zystej wodzie, w temperturze 5 o C, stężeni i [H są równe: [H mol/dm w (roztwór oojętny) Roztwory, dl któryh: > 10 7 mol/dm są roztwormi kwśnymi 10 7 mol/dm są roztwormi oojętnymi < 10 7 mol/dm są roztwormi zsdowymi

2 skl ph ph log H ph roztworu: ph - log 10 ph ph roztworu: ph - log [H [H 10 ph Søren Peter Sørensen ( ) W roztworze: kwśnym ph < 7 ph > 7 oojętnym ph ph 7 zsdowym ph > 7 ph < 7 ph ph 1 ph < 0 i ph > 1 (???) kwsowość roztworu mierzon funkją kwsowośi Hmmett H o, np. 80% H S H o - 7, 1 M H H o 18, Wskźniki ph (wskźniki kwsowo-zsdowe, indyktory) Służą do przyliżonego określni odzynu roztworu (ph), są nimi słe kwsy lu zsdy orgnizne, któryh form niezdysojown m inną rwę niż w form zdysojown. HInd H Ind IndH Ind H H C H H C H C N N N ornż metylowy (zerwon), < ph <,5 (żółt) S N C fenoloftlein H C H C N N N C N zerwień metylow (zerwon), < ph < 6, (żółt)

3 Wskźnik Zkres ph zminy rwy Brw posti kwsowej Brw posti zsdowej rnż metylowy,,5 zerwon żółt Lkmus 5,0 8,0 zerwon nieiesk Błękit romotymolowy 6,0 7,6 żółt nieiesk Fenoloftlein 8, 10,0 ezrwn mlinow ppierki wskźnikowe - pski iuły nsązone odpowiednimi wskźnikmi pehmetr - prt do mierzeni ph % HCl Sok żołądkowy Co-ol et spożywzy Cytryny Wino Jłk Wod sodow Piwo wśne mleko w Gruszki Mleko krowie soze krwi wsowość różnyh środowisk Roztwór Roztwór proszku do piezeni ph ~ 1,1,,,,8,8,9, ~,9 5, ~ 5 5,8 6, 6, 6,6 7, 7, ~ 8 Środki piorąe % NH 1 0

4 ph roztworów monyh kwsów i zsd H H A α 100 % MeH Me H MeH α 100 % np.: HCl, HBr, HI, HN, HCl i HCl NH, H, CsH i RH [H MeH ph - log ph - log MeH Mone kwsy dwuprotonowe, np. kws sirkowy(vi) dysojują stopniowo: np.: H S H H HS HS H H S (np. w 0,1 M H S tylko ok. 10% jonów HS jest zdysojownyh) Mone zsdy dwuwodorotlenowe, np. C(H), Sr(H) i B(H) dysojują łkowiie: np.: Me(H) Me H [H MeH ph roztworów słyh kwsów i zsd H H A α < 1 [A [H [ [H [A [H [ -stł dysojji kwsu -stężenie molowe kwsu poniewż: [A orz [ - to: [H 0 wrunki spełni jeden pierwistek: [H -

5 Jeżeli spełniony jest wrunek: > 00 to: [ - i wówzs: Ntomist jeżeli znny jest stopień dysojji α słego kwsu to: α Wrtośi stłyh dysojji wyrnyh jednoprotonowyh kwsów nieorgniznyh w roztworze wodnym, T 98 ws ws zotowy(iii) ws hlorowy(i) ws hlorowy(ii) ws yjnowodorowy Wzór HN HCl HCl HCN,5 10, ,1 10 6, Wrtośi stłyh dysojji wyrnyh wieloprotonowyh kwsów nieorgniznyh w roztworze wodnym, T 98 ws ws fosforowy(v) ws sirkowodorowy ws sirkowy(vi) ws sirkowy(iv) ws węglowy Wzór H P H P HP H S HS H S HS H S HS H C HC 7,5 10 6, , , , 10 1 rdzo duż 1, 10 1,7 10 5,0 10 6, ,

6 Wrtośi stłyh dysojji wyrnyh kwsów orgniznyh w roztworze wodnym, T 98 ws ws enzoesowy Fenol (kws krolowy) ws mrówkowy ws otowy ws hlorootowy ws dihlorootowy ws trihlorootowy ws szzwiowy (CH) Wzór C 6 H 5 CH C 6 H 5 H HCH CH CH ClCH CH Cl CHCH Cl CCH H C HC 6, , ,1 10 1, , 10 6, 10, , 10 5, 10 5 W sposó nlogizny rozptruje się równowgę w roztworze wodnym słej zsdy. Wrtośi stłyh dysojji wyrnyh zsd w roztworze wodnym, T 98 Zsd Amonik Anilin Metylomin Dimetylomin Trimetylomin Etylomin Dietylomin Trietylomin Wzór NH C 6 H 5 NH CH NH (CH ) NH (CH ) N C H 5 NH (C H 5 ) NH (C H 5 ) N 1,8 10 5, ,5 10 5,9 10 6, 10 5, 10 8,6 10 5, 10 C H 5 NH H C H 5 NH H (C H 5 ) NH H (C H 5 ) NH H (C H 5 ) N H (C H 5 ) NH H

7 B H BH H B α < 1 dl której wyrżenie n stłą dysojji m postć: [BH [H [H [B Poniewż [BH [H orz [B B -[H to równnie przyjmuje postć: [H [H B 0 stężenie jonów [H jest równe: [H - B Dl spełnionego wrunku: B > 00 [H B jeżeli znny jest stopień dysojji α słej zsdy to: [H α B MIESZANINY ELETRLITÓW WSPÓLNYM JNIE miesznin dwóh monyh kwsów (lu zsd) miesznin monego i słego kwsu (lu zsdy) roztwory uforowe MIESZANINA DWÓCH MCNYCH WASÓW H H A V α 100 % HB H H B V HB HB α HB 100 % z z HB [H V V V HB HB V HB W przypdku mieszniny dwóh jednowodorotlenowyh monyh zsd sposó postępowni jest nlogizny.

8 MIESZANINA: monego kwsu i słego kwsu HB - stężenie molowe monego kwsu w mieszninie!!! HB - stężenie molowe słego kwsu HB w mieszninie!!! H H A α 1 HB H H B α HB << 1 HB poniewż: HB - HB HB to: ph - log W przypdku mieszniny monej zsdy MeH i słej zsdy B o stłej dysojji sposó postępowni jest nlogizny: MeH H Me H α MeH 1 B H BH H α B << 1 [H [H MeH [H B wię: [H MeH ph -log MeH RZTWRY BUFRWE 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 1/ CH CH i CH CN / HCH i HCN ) słej zsdy i soli tej zsdy z monym kwsem, 1/ NH H i NH Cl ) dwóh soli kwsów wieloprotonowyh, 1/ NH P i N HP / N HP i N P / NHC i N C

9 Ad. ) w mieszninie słego kwsu o stężeniu i jego soli MeA o stężeniu s nstępuje dysojj skłdników zgodnie z równnimi: H H A α << 1 MeA Me A α 1 stn równowgi w tkim ukłdzie określ stł dysojji kwsu: [H [A [ poniewż: [ - i [A s [A z kwsu s to: s Co się dzieje po dodniu niewielkiej ilośi monego kwsu lu zsdy? 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 BH H α << 1 BHX BH X α 1 stn równowgi w tkim ukłdzie określ stł dysojji kwsu: [BH [H [B poniewż: [B B -[H B i [BH s [BH z zsdy s to: [H B s Co się dzieje po dodniu niewielkiej ilośi monego kwsu lu zsdy?

10 Ad. ) w przypdku roztworu uforowego złożonego z dwóh soli kwsu wieloprotonowego, np. w uforze złożonym z NH P i N HP stn równowgi opisuje rekj: H P H HP H stn równowgi w tkim ukłdzie określ stł dysojji kwsu: [HP [H P stąd stężenie jonów wodorowyh w roztworze tego uforu: [HP [H P NH P N HP z kolei w przypdku roztworu uforowego złożonego zn HP in P stn równowgi opisuje rekj: HP H P H