ph ROZTWORÓW WODNYCH ph + poh = 14

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "ph ROZTWORÓW WODNYCH ph + poh = 14"

Magda Baran
6 lat temu
Przeglądów:

25 o C, st enia O + ] i [OH ] s równe: O + ] = [OH ] = = 1 10 7 mol/dm 3 (roztwór oboj tny) Roztwory, dla których: O +

1 ph ROZTWORÓW WODNYCH ph + poh = 1 ILOCZYN JONOWY WODY, ph H 2 O H + + OH H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH W warunkach standardowych (p = 1013,25 hpa, t = 25 o C) K [H 2 O] 2 = = O + ] [OH ] = K w W czystej wodzie, w temperaturze 25 o C, st enia O + ] i [OH ] s równe: O + ] = [OH ] = = mol/dm 3 (roztwór oboj tny) Roztwory, dla których: O + ] > 10 7 mol/dm 3 s roztworami kwa nymi O + ] = 10 7 mol/dm 3 s roztworami oboj tnymi O + ] < 10 7 mol/dm 3 s roztworami zasadowymi

skala ph ph roztworu: ph = - log O + ] O + ] = 10 ph poh roztworu: poh = - log [OH ] [OH ] = 10 poh Søren Peter Sørensen (1868-1939) W roztworze: kwa

??) kwasowo roztworu mierzona funkcj kwasowo ci Hammetta H o, np.

2 skala ph ph roztworu: ph = - log O + ] O + ] = 10 ph poh roztworu: poh = - log [OH ] [OH ] = 10 poh Søren Peter Sørensen ( ) W roztworze: kwa nym ph < 7 a poh > 7 oboj tnym ph = poh = 7 zasadowym ph > 7 a poh < 7 ph + poh = 1 ph < 0 i ph > 1 (???) kwasowo roztworu mierzona funkcj kwasowo ci Hammetta H o, np. 80% H 2 SO H o = - 7,3 12 M KOH H o = 18,2 Wska niki ph (wska niki kwasowo-zasadowe, indykatory) Słu do przybli onego okre lania odczynu roztworu (ph), s nimi słabe kwasy lub zasady organiczne, których forma niezdysocjowana ma inn barw ni w forma zdysocjowana. HInd IndOH H + + Ind Ind + + OH

3 Wska nik Zakres ph zmiany barwy Barwa postaci kwasowej Barwa postaci zasadowej Oran metylowy 3,2,5 czerwona ółta Lakmus 5,0 8,0 czerwona niebieska Bł kit bromotymolowy 6,0 7,6 ółta niebieska Fenoloftaleina 8,2 10,0 bezbarwna malinowa papierki wska nikowe - paski bibuły nas czone odpowiednimi wska nikami pehametr - aparat do mierzenia ph Kwasowo ró nych rodowisk Roztwór ph % HCl 0 Sok oł dkowy ~ 1 Coca-cola 2,1 Ocet spo ywczy 2,3 Cytryny 2,2 2, Wino 2,8 3,8 Jabłka 2,9 3,3 Woda sodowa ~ 3,9 Piwo 5 Kwa ne mleko, Kawa ~ 5 Gruszki 5,8 6, Mleko krowie 6,3 6,6 Osocze krwi 7,3 7, Roztwór proszku do pieczenia ~ 8 rodki pior ce % NH 3 12

4 ph roztworów mocnych kwasów i zasad HA + H 2 O H 3 O + + A c HA α = 100 % MeOH Me + + OH c MeOH α = 100 % np.: HCl, HBr, HI, HNO 3, HClO 3 i HClO NaOH, KOH, CsOH i RbOH O + ] = c HA [OH ] = c MeOH ph = - log c HA poh = - log c MeOH Mocne kwasy dwuprotonowe, np. kwas siarkowy(vi) dysocjuj stopniowo: np.: H 2 SO + H 2 O H 3 O + + HSO HSO + H 2 O H 3 O + + SO 2 (np. w 0,1 M H 2 SO tylko ok. 10% jonów HSO jest zdysocjowanych) Mocne zasady dwuwodorotlenowe, np. Ca(OH) 2, Sr(OH) 2 i Ba(OH) 2 dysocjuj całkowicie: np.: Me(OH) 2 Me OH [OH ] = 2 c MeOH ph roztworów słabych kwasów i zasad HA + H 2 O H 3 O + + A c HA α < 1 a K a - stała dysocjacji kwasu HA c HA - st enie molowe kwasu HA poniewa : O + ] = [A ] i je li to: [HA] = c HA - O + ] c HA i wówczas: a Natomiast je eli znany jest stopie dysocjacji α słabego kwasu to: O + ] = α c HA

5 Warto ci stałych dysocjacji K a wybranych kwasów w roztworze wodnym, T = 298 K Kwas Wzór K a Kwas azotowy(iii) HNO 2,5 10 Kwas fosforowy(v) H 3 7, H 2 PO 6, HPO 1, Kwas w glowy H 2 CO 3 3, HCO 3 5, Kwas mrówkowy HCOOH 2,1 10 Kwas octowy CH 3 COOH 1, Kwas benzoesowy C 6 COOH 6, Fenol (kwas karbolowy) C 6 OH 1, Kwas szczawiowy H 2 C 2 O 5, 10 2 (COOH) 2 HC 2 O 5, 10 5 W sposób analogiczny rozpatruje si równowag w roztworze wodnym słabej zasady. B + H 2 O BH + + OH c B α < 1 dla której wyra enie na stał dysocjacji ma posta : Poniewa [BH + ] = [OH ] oraz [B] c B je eli to Warto ci stałych dysocjacji K b wybranych zasad w roztworze wodnym, T = 298 K Zasada Wzór K b Amoniak NH 3 1, Anilina C 6 NH 2 3, Metyloamina CH 3 NH 2,5 10 Etyloamina C 2 NH 2,3 10

6 Reakcje protolityczne - procesy polegaj ce na wymianie protonu pomi dzy kwasem a zasad. Zoboj tnienie (?!) 1/ H 3 O + + OH 2 H 2 O ph 7 2/ HA + OH H 2 O + A ph > 7 3/ H 3 O + + B H 2 O + BH + ph < 7 / HA + B BH + + A ph 7 (zale ne od K HA i K B ) Hydroliza - chemiczne działanie wody na zwi zki. hydroliza cz steczkowa CH 3 COOC 2 + H 2 O protoliza (hydroliza jonowa) CH 3 COOH + C 2 OH PBr 3 + 3H 2 O 3HBr + H 3 PO 3 ulegaj jej: protoliza (hydroliza jonowa) a) sole mocnych zasad i słabych kwasów (MeA) (ich roztwory wodne wykazuj najcz ciej ph > 7) NaNO 2, CH 3 COONa, HCOOK, C 6 COONa, itp. Na 2 SO 3, K 2 CO 3, K 3, Na 2 C 2 O, itp. NaH 2, Na 2 H, NaHCO 3, itp. b) sole mocnych kwasów i słabych zasad (BH + X ) (ich roztwory wodne wykazuj ph < 7) NH Cl, NH NO 3, (NH ) 2 SO, (CH 3 ) 3 N HCl, itp. Fe 2 (SO ) 3, AlCl 3, ZnSO, Fe(NO 3 ) 2, itp. c) sole słabych kwasów i słabych zasad (BH + A ) (ph ich roztworów wodnych zale y od K a i K b ) CH 3 COONH, HCOONH, Al(CH 3 COO) 3, Zn(CH 3 COO) 2, itp.

7 protolizie (hydrolizie jonowej) NIE ULEGAJ!!! sole mocnych kwasów i mocnych zasad (odczyn ich roztworów wodnych jest równy odczynowi rodowiska i w chemicznie czyste wodzie, w temp. 25 o C jest oboj tny, ph = 7) MeNO 3 gdzie Me = Na, K Me(NO 3 ) 2 gdzie Me = Ca, Sr, Ba Me 2 SO gdzie Me = Na, K CaSO chlorki, bromki i jodki metali I grupy Ad. a) protoliza anionowa (reakcja protolizy anionu soli) - ph > 7 MeA Me + + A A + H 2 O HA + OH Aniony wieloprotonowych kwasów, np. CO 3, PO 3, itp. CO 3 + H 2 O HCO 3 + OH PO 3 + H 2 O HPO + OH Wodorosole, np. NaH 2, Na 2 H, NaHCO 3, itp. NaH 2 Na + + H 2 PO wodoroaniony s amfolitami: H 2 + H 2 O H 3 + OH jako zasada H 2 + H 2 O HPO + H 3 O + jako kwas

8 Ad. b) protoliza kationowa (reakcja protolizy kationu soli) - ph < 7 BH + X BH + + X BH + + H 2 O B + H 3 O + Kationy metali, które tworz słabe zasady, np. Al 3+, Fe 3+, Zn 2+, itp. ulegaj : hydratacji Me n+ + x H 2 O [Me(H 2 O) x ] n+ x = 6 lub i potem protolizie np. Al(NO 3 ) 3 Al NO 3 (dysocjacja soli) Al H 2 O [Al(H 2 O) 6 ] 3+ (hydratacja) [Al(H 2 O) 6 ] 3+ + H 2 O [Al(H 2 O) 5 (OH)] 2+ + H 3 O + (protoliza) Wzór K a Zn(H 2 O) , Al(H 2 O) , 10 5 Fe(H 2 O) 3+ 6, Uwaga! 0,01 M Al(NO 3 ) 3 ph = 3,3 0,01 M CH 3 COOH ph = 3,37 Stanowi je mieszaniny: ROZTWORY BUFOROWE Roztwory buforowe - to roztwory zawieraj ce kwas i sprz on z nim zasad, zdolne do przeciwdziałania zmianom ph. a) słabego kwasu i soli tego kwasu z mocn zasad 1/ CH 3 COOH i CH 3 COONa 2/ HCOOH i HCOONa b) słabej zasady i soli tej zasady z mocnym kwasem, 1/ NH 3 H 2 O i NH Cl c) dwóch soli kwasów wieloprotonowych, 1/ NaH 2 i Na 2 H 2/ Na 2 H i Na 3 3/ NaHCO 3 i Na 2 CO 3

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