Pojęcie soli, kwasów i zasad

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Pojęcie soli, kwasów i zasad"

Alojzy Przybysz
6 lat temu
Przeglądów:

1 Pojęie soli, kwasów i zasad Sole, kwasy i zasady należą do podstawowyh rodzajów substanji hemiznyh. Najdawniej znane jest pojęie soli. Nazwa soli wywodzi od się od łaińskiego słowa sal i określała pozątkowo wszystkie substanje, któryh właśiwośi były zbliżone lub podobne do dawno znanego i stosowanego minerału soli kamiennej. Takimi właśiwośiami były przede wszystkim rozpuszzalność w wodzie i stały stan skupienia. Jedynym kwasem, jaki znano w starożytnośi był kwas otowy, a śiślej biorą jego wodny roztwór oet winny aetum. Od tego słowa wzięła się łaińska nazwa kwasu aidum Najważniejsze kwasy nieorganizne solny, azotowy i siarkowy otrzymano w średniowiezu. Wiedza o kwasah organiznyh zazęła się rozwijać w wieku XVII. W końu XVII i na pozątku XVII wieku zazyna się kształtować pojęie soli, do którego jesteśmy dzisiaj przyzwyzajeni. W roku stwierdzono, że sole można rozłożyć na alkalia i kwasy. Za istotną ehę kwasów można wię uważać zdolność do reakji z alkaliami. Speyfizne właśiwośi kwasów próbowano tłumazyć obenośią w nih jednego kwasu pierwotnego. Sądzono, że kwasy składają się z owego kwasu pierwotnego oraz różnyh domieszek i zaniezyszzeń Do zasów Lavoisiera nie odróżniano powszehnie kwasów i zasad od soli. Lavoisier stwierdził, że produkty spalania pierwiastków niemetaliznyh, np. fosforu, siarki i węgla, w tlenie tworzą z wodą odpowiednie kwasy. Pierwsza polska nazwa tlenu to kwasoród. Teoria tlenowa Lavoisiera przyjmowała, że każdy kwas składa się z tlenu i rodnika harakterystyznego dla danego kwasu. Wg rodnikowej teorii kwasów (Griffin, Murray, Dulong ) związki tlenowe staja się kwasami dopiero w reakji z wodą. Skład zasad został ustalony dopiero w roku. Stwierdzono wtedy, że zasady są wodorotlenkami metali. Teoria Arrheniusa wasy to substanje dysojująe na kationy wodorowe nadająe roztworowi właśiwośi kwasowe i aniony reszty kwasowej. Zasady dysojują na jony wodorotlenowe (nośniki właśiwośi zasadowyh roztworu) i kationy metali. Sole dysojują na kationy metali i aniony reszty kwasowej 5

2 W wodnyh roztworah kwasów i zasad ustala się zawsze równowaga między stężeniem jonów wodorowyh i wodorotlenowyh. Zawartość obu z nih można wyrazić za pomoą stężenia tylko jednego z nih np. jonów H O H OH H O H O OH stopień dysojaji α, 9 Κ ([Η ] [ΟΗ ]) / [Η Ο] dla T o C, * (stała dysojaji) [H O] onst [Η ] [ΟΗ ] Κ [Η Ο] onst (przy danej T) [Η Ο] [g/dm ] / [g/mol] 55,5 mol/dm [Η ] [ΟΗ ], * * 55,5 [Η ] [ΟΗ ] [Η ] [Η ] 7 7 wodorowyh 7 Teoria Bronsteda i Lowrego wasami nazywany związki hemizne lub jony zdolne do oddawania protonów (donory protonów), a zasadami związki hemizne lub jony zdolne do pobierania protonów (akeptory protonów). Cząstezka lub jon kwasu oddają proton H staje się zasadą A. Zasada A może na powrót łązyć się z protonem i przehodzić w kwas HA. HA H A Zasada A jest zasadą sprzężoną z kwasem HA. was HA jest sprzężony z zasadą A. 9 Warunkiem przebiegu jakiejkolwiek reakji związanej z przekazaniem protonu od kwasu do zasady jest obeność, opróz ząstezek kwasu np. A, zasady B. was A trai proton i przehodzi w sprzężoną z nim zasadę B, natomiast zasada B wiąże proton przehodzą w sprzężony z nią kwas A A B A B kwas zasada kwas zasada HCl H O H O Cl kwas zasada kwas zasada H O NH NH OH kwas zasada kwas zasada

3 was A Zasada B was A Zasada B HCl Cl H SO HSO HNO NO NH NH OH CH COO CH COOH OH NH NH OH HCO CO HCO H CO OH Wskaźniki kwasowozasadowe Wskaźnikami kwasowozasadowymi albo indykatorami kwasowozasadowymi nazywamy pewne barwniki organizne zmieniająe barwę zależnie od odzynu roztworu (), w którym się znajdują. Na ogół są to związki bądź to o harakterze słabyh kwasów (H ), bądź o harakterze słabyh zasad ( OH), któryh niezdysojowane ząstezki mają inną barwę niż ih kationy lub aniony Poszzególne wskaźniki zmieniają barwę przy różnyh, harakterystyznyh dla nih wartośiah. Wartość odpowiadająa tej zmianie barwy zależy od stałej dysojaji wskaźnika. Dla wskaźnika Hind: Hind H O H O Zmiana barwy wskaźnika nastąpi wtedy, gdy stężenie jonów będzie równe stężeniu ząstek niezdysojowanyh: HO p 5 W praktye zmiana barwy wskaźników obejmuje pewien zakres wartośi, któryh granie określa wzajemny stosunek stężeń formy zdysojowanej i niezdysojowanej. 7 Przyjmijmy, że roztworu zmieni się tak, że jego wartość stanie się o mniejsza od wartośi lizbowej p log log p log

4 9 % 9 % Możemy przyjąć, że w takim przypadku dominować będzie barwa harakterystyzna dla niezdysojowanej formy Hind. 9 Załóżmy teraz, że roztworu wzrosło i jest o większe od wartośi p log log p log 9 % 9 % Możemy przyjąć, że w takim przypadku dominować będzie barwa harakterystyzna dla zdysojowanej formy. W praktye, przeważająa lizba wskaźników zmienia barwę w stopniu rozróżnialnym przez oko ludzkie w zakresie od, do, jednostek. Wzkaźnik Barwa w roztworze p Zakres kwaśnym zasadowym zmiany barwy Błękit tymolowy zerwona żółta,7,, Błękit bromofenolowy żółta niebieska,,, Oranż metylowy zerwona żółta,7,, Czerwień metylowa zerwona żółta 5,,, Błękit bromotymolowy żółta niebieska 7,, 7, Czerwień fenolowa żółta zerwona 7,9,, βnaftoloftaleina różowa zielona,9 7,,7 Fenoloftaleina bezbarw. zerwona 9,,, Tymoloftaleina bezbarw. niebieska 9, 9,,5 W jaki sposób dobierać wskaźnik przy miarezkowaniu opartym o reakje kwasów z zasadami? Zmiany odzynu () w reakjah między kwasami i zasadami.

5 Do 5 ml zystej wody wprowadzamy x ml rr NaOH lub HCl (, m). Wprowadzenie do wody roztworu silnej zasady lub kwasu jest jednoznazne z wprowadzeniem równoważnej ilośi jonów wodorotlenowyh (zasada) lub wodorowyh (kwas). W przypadku NaOH i HCl jeden mol odpowiada jednemu gramorównoważnikowi. Znają ilość wprowadzonyh jonów H lub OH oraz objętość roztworu można łatwo oblizyć stężenie w/w jonów i wyrazić je w formie W przypadku HCl odzyn roztworu () będzie wynosił: x, [ mol] log ( x 5) [ dm ] dla NaOH: ujemnego logarytmu (p) 5 x, [ mol] log ( x 5) [ dm ] Miarezkowanie monego kwasu moną zasadą. Do nazynia zawierająego 5 ml roztworu HCl (, m) dodajemy kolejno porjami roztwór NaOH (, m). Należy określić wartość odzynu () roztworu uzyskanego po dodaniu kolejnyh porji rru NaOH. V [ml], m HCl V [ml], m NaOH 7 Objętość dodanego roztworu NaOH [ml],9 5 5, Odzyn [],7,9,9, 7,, fenoloftaleina (p 9,) zerwona bezbarwna Błękit niebieski bromofenylowy (p,) żółty Czerwień metylowa (p5,) Oranż metylowy (p,7) ml NaOH zerwona żółta żółty zerwony

6 Miarezkowanie słabego kwasu moną zasadą. p9, CH COOH NaOH CH COONa H O p7, CH COONa CH COO Na H O H OH CH COO H CH COOH Miarezkowanie słabej zasady monym kwasem. NH OH HCl (NH aq ) NH Cl H O NH Cl NH Cl H O H OH p5, p,7 NH OH NH OH Miarezkowanie słabego kwasu słabą zasadą. NH OH CH COOH (NH aq ) CH COONH H O CH COONH CH COO NH NH OH NH OH CH COO H CH COOH 5

7 Miarezkowanie kwasów wieloprotonowyh monymi zasadami H PO NaOH H PO H PO H (p,) H PO HPO H (p 7,) HPO PO H (p,) p9, H PO OH H PO OH HPO OH H PO H O HPO H O PO H O p5, ml NaOH 9

Podobne dokumenty

roztwory elektrolitów KWASY i ZASADY

roztwory elektrolitów KWASY i ZASADY nieelektrolit słaby elektrolit mocny elektrolit Przewodnictwo właściwe elektrolitów < 10-2 Ω -1 m -1 dla metali 10 6-10 8 Ω -1 m -1 Pomiar przewodnictwa elektrycznego