TEORIE KWASÓW I ZASAD.



Podobne dokumenty
RJC. 1 Kwasy i Zasady. Kwasy i zasady Brønsteda Stabilizacja Rezonansowa Kwasy i Zasady Lewisa HA + B: A - + BH + Slides 1 to 35

Kuratorium Oświaty w Lublinie

Kwas jedno pojęcie, wiele znaczeo, czyli otoczenie ma wpływ. dr Paweł Urbaniak Radomsko

Wydział Chemii, Zakład Dydaktyki Chemii ul. Ingardena 3, Kraków tel./fax:

MARATON WIEDZY CHEMIA CZ. II

Wykład 11 Równowaga kwasowo-zasadowa

CZ STECZKA. Do opisu wi za chemicznych stosuje si najcz ciej jedn z dwóch metod (teorii): metoda wi za walencyjnych (VB)

WARSZTATY olimpijskie. Co już było: Atomy i elektrony Cząsteczki i wiązania Stechiometria Gazy, termochemia Równowaga chemiczna Kinetyka

Kwas i zasada dwa pojęcia, wiele znaczeń. dr Paweł Urbaniak ACCH, Łódź,

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

To jest. Ocena bardzo dobra [ ] energetycznych. s p d f. Ocena dobra [ ] izotopowym. atomowych Z. ,, d oraz f.

Nazwy pierwiastków: ...

Atom poziom podstawowy

Sprawozdanie z reakcji charakterystycznych anionów.

Stechiometria równań reakcji chemicznych, objętość gazów w warunkach odmiennych od warunków normalnych (0 o C 273K, 273hPa)

Inne koncepcje wiązań chemicznych. 1. Jak przewidywac strukturę cząsteczki? 2. Co to jest wiązanie? 3. Jakie są rodzaje wiązań?

+ + Struktura cia³a sta³ego. Kryszta³y jonowe. Kryszta³y atomowe. struktura krystaliczna. struktura amorficzna

Wiązania. w świetle teorii kwantów fenomenologicznie

a) Sole kwasu chlorowodorowego (solnego) to... b) Sole kwasu siarkowego (VI) to... c) Sole kwasu azotowego (V) to... d) Sole kwasu węglowego to...

ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE SOLE PODWÓJNE

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej w poszczególnych tematach podręcznika Chemia Nowej Ery dla klasy siódmej szkoły podstawowej

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej z chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej

Reakcje chemiczne. Typ reakcji Schemat Przykłady Reakcja syntezy

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

Przedstawiamy raport z badań, jakie były przeprowadzane podczas spotkań w szkołach, w związku z realizacją projektu Szkoła na TAK.

Chemia ogólna nieorganiczna Wykład XII Kinetyka i statyka chemiczna

Chemia I Semestr I (1 )

ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE. dr Henryk Myszka - Uniwersytet Gdański - Wydział Chemii

H H Równowagi w roztworach elektrolitów. Teoria Brönsteda (1923) Kwasy i zasady. - Elektrolity - Solwatacja. - Pojęcie kwasu i zasady

Problemy do samodzielnego rozwiązania

Fragmenty Działu 7 z Tomu 1 REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI

Propozycja rozkładu materiału nauczania

Równowaga kwasowo-zasadowa

Sole. 2. Zaznacz reszty kwasowe w poniższych solach oraz wartościowości reszt kwasowych: CaBr 2 Na 2 SO 4

Cel główny: Uczeń posiada umiejętność czytania tekstów kultury ze zrozumieniem

UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW

Chemia nieorganiczna. Copyright 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved.

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY

Teoria VSEPR. Jak przewidywac strukturę cząsteczki?

ET AAS 1 - pierwiastkowa, GW ppb. ICP OES n - pierwiastkowa, GW ppm n - pierwiastkowa, GW <ppb

Chemia nieorganiczna. Pierwiastki. niemetale Be. 27 Co. 28 Ni. 26 Fe. 29 Cu. 45 Rh. 44 Ru. 47 Ag. 46 Pd. 78 Pt. 76 Os.

PIERWIASTKI W UKŁADZIE OKRESOWYM

Reakcje chemiczne, związki kompleksowe

VI Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2013/2014

Techniczne nauki М.М.Zheplinska, A.S.Bessarab Narodowy uniwersytet spożywczych technologii, Кijow STOSOWANIE PARY WODNEJ SKRAPLANIA KAWITACJI

PODSTAWY CHEMII INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład 2

Kuratorium Oświaty w Lublinie

KLASYFIKACJA ZWIĄZKÓW NIEORGANICZNYCH

Chemia i technologia materiałów barwnych BADANIE WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW BARWNYCH WYKORZYSTANIEM SPEKTROFOTOMETRII UV-VIS.

Wymagania przedmiotowe do podstawy programowej - chemia klasa 7

spektroskopia UV Vis (cz. 2)

Związki nieorganiczne

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Zn + S ZnS Utleniacz:... Reduktor:...

DZIA 3. CZENIE SIÊ ATOMÓW

Kwas HA i odpowiadająca mu zasada A stanowią sprzężoną parę (podobnie zasada B i kwas BH + ):

Zadanie 1. (1 pkt). Informacja do zada 2. i 3. Zadanie 2. (1 pkt) { Zadania 2., 3. i 4 s dla poziomu rozszerzonego} zania zania Zadanie 3.

TEST PRZYROSTU KOMPETENCJI Z CHEMII DLA KLAS II

W reakcji zobojętniania słabego kwasu mocną zasadą w PK roztwór nie jest obojętny. Jest to następstwem hydrolizy anionowej, na przykład:

Proste struktury krystaliczne

KWASY. HCN Nazwa kwasu kwas cyjanowodorowy Wzór elektronowy kreskowy:

Zadanie 2. [2 pkt.] Podaj symbole dwóch kationów i dwóch anionów, dobierając wszystkie jony tak, aby zawierały taką samą liczbę elektronów.

Spis treści. Wstęp. Roztwory elektrolitów

Zadanie 1. [ 3 pkt.] Uzupełnij zdania, wpisując brakującą informację z odpowiednimi jednostkami.

KLASYFIKACJA ZWIĄZKÓW NIEORGANICZNYCH

Konwersatorium 1. Zagadnienia na konwersatorium

Chemia nieorganiczna Semestr I (1 )

MAŁOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY dla uczniów dotychczasowych gimnazjów i klas dotychczasowych gimnazjów prowadzonych w szkołach innego typu

Szczegółowy opis treści programowych obowiązujących na etapie szkolnym konkursu przedmiotowego z chemii 2018/2019

ELEKTRODY i OGNIWA. Elektrody I rodzaju - elektrody odwracalne wzgl dem kationu; metal zanurzony w elektrolicie zawieraj cym jony tego metalu.

art. 488 i n. ustawy z dnia 23 kwietnia 1964 r. Kodeks cywilny (Dz. U. Nr 16, poz. 93 ze zm.),

Załącznik a Test C.1 Ogólna ocena stanu chemicznego JCWPd wg danych z 2012 r. w podziale na 161 JCWPd

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW

CHEMIA klasa 1 Wymagania programowe na poszczególne oceny do Programu nauczania chemii w gimnazjum. Chemia Nowej Ery.

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie OLIMPIADA O DIAMENTOWY INDEKS AGH 2017/18 CHEMIA - ETAP I

KOMISJA WSPÓLNOT EUROPEJSKICH. Wniosek DECYZJA RADY

I. Substancje i ich przemiany

III Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2010/2011. ETAP I r. Godz Zadanie 1

Fragmenty Działu 5 z Tomu 1 REAKCJE W ROZTWORACH WODNYCH

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Chemia Poziom podstawowy

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

TEST NA EGZAMIN POPRAWKOWY Z CHEMII DLA UCZNIA KLASY II GIMNAZJUM

SYSTEMY CZASU PRACY. 1. PODSTAWOWY [art. 129 KP]

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów 13 stycznia 2017 r. zawody II stopnia (rejonowe)

wzór Załącznik nr 5 do SIWZ UMOWA Nr /

Rozkład materiału nauczania chemii klasa 2.

Małopolski Konkurs Chemiczny dla Gimnazjalistów

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY

Zagadnienia. Budowa atomu a. rozmieszczenie elektronów na orbitalach Z = 1-40; I

KWASY I WODOROTLENKI. 1. Poprawne nazwy kwasów H 2 S, H 2 SO 4, HNO 3, to:

Rozkład materiału nauczania chemii klasa 2 gimnazjum.

VIII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2015/2016

Klasyfikacja i oznakowanie substancji chemicznych i ich mieszanin. Dominika Sowa

ELEKTROLITY, KWASY, ZASADY I SOLE

Elektrochemia elektroliza. Wykład z Chemii Fizycznej str. 4.3 / 1

Elektrochemia - szereg elektrochemiczny metali. Zadania

EGZAMIN DIAGNOZUJĄCY Z CHEMII TEORIE KWASÓW I ZASAD DLA UCZNIÓW KLASY I

Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej

Przykłady zadań egzaminacyjnych - grupa A

Transkrypt:

TERIE KWASÓW I ZASAD. Teoria Arrheniusa (nagroda Nobla 1903 r). Kwas kaŝda substancja, która dostarcza jony + do roztworu. A + + A Zasada kaŝda substancja, która dostarcza jony do roztworu. M M + + Reakcja zobojętnienia kwas + zasada = woda + sól A + M MA + 2 Cl + K KCl + 2 + A + M + M + A + 2 + (aq) + (aq) 2 (l) o = 52,3 kj mol 1 Braki teorii Arrheniusa 1. Brak wyjaśnienia roli wody w procesie dysocjacji 2. Sole powinny mieć zawsze odczyn obojętny 3. Dlaczego amoniak, N 3, jest zasadą? 4. Wolny proton + jest niezwykle reaktywny, reaguje on z wodą 2 + + 3 + o tw = 799,3 kj mol 1 [ + ] = 10 130 M Teoria Brønsted a Lowry ego (nagroda Nobla 1923 r). Kwas jest to substancja, z której proton moŝe zostać usunięty. Jest to donor protonu. Utrata protonu to deprotonowanie. Zasada jest to substancja zdolna do oderwania i związania (zaaakceptowania) protonu z kwasu. Jest to akceptor protonu. 1

Definicje te są ogólne i dotyczą wszelkich roztworów protycznych, tzn. nie muszą odnosić się do roztworów wodnych (np. roztwory w ciekłym amoniaku, popatrz teoria rozpuszczalnikowa, będąca odmianą teorii Brønsteda). Teoria ta dobrze tłumaczy reakcje kwasowo-zasadowe jako polegające na konkurowaniu o proton przez dwie zasady. Mocny kwas chlorowodorowy (solny) Cl. Cl(aq) + 2 (l) 3 + (aq) + Cl (aq) K Z i K Z są to K Z K Z sprzęŝone pary kwas- zasada Cl(aq) jest mocniejszym kwasem niŝ 3 + (aq), a 2 (l) mocniejszą zasadą niŝ Cl (aq), dlatego równowaga reakcji ustala się po stronie produktów. 3 + jest to najsilniejszy kwas w roztworze wodnym. Mocny kwas ulega we wodzie całkowicie deprotonowaniu z wytworzeniem jonów oksoniowych (hydronowych) 3 +. Innymi słowami, mocny kwas jest całkowicie zjonizowany w roztworach wodnych. Jon wodorowęglanowy jest słabym kwasem, jon 3 + jest dość silnym kwasem a jon węglanowy C 3 2 jest dość silną zasadą, zatem równowaga poniŝszej reakcji leŝy po lewej stronie. C 3 (aq) + 2 (l) 3 + (aq) + C 3 2 (aq) kwas I zasada II sprzęŝony kwas II sprzęŝona zasada I Kwas oddaje proton i przechodzi w sprzęŝoną zasadę tego kwasu, zasada przyłącza proton i przechodzi w sprzęŝony kwas tej zasady. Jon 2 jest mocną zasadą. 2 (aq) + 2 (c) (aq) + (aq) zasada I kwas II sprzęŝony sprzęŝona kwas I zasada II 2

N 3 jest słabą zasadą. N 3 (aq) + 2 (c) N + 4 (aq) + (aq) zasada I kwas II sprzęŝony sprzęŝona kwas I zasada II Mocne zasady reagują z wodą całkowicie dając jony wodorotlenkowe (hydroksylowe). - + 2 2 + - Inaczej, mocna zasada jest we wodzie całkowicie sprotonowana. Słaba zasada jest we wodzie tylko częściowo sprotonowana. - jest to najsilniejsza zasada w roztworze wodnym. Podaj kwas i zasadę, oraz sprzęŝony kwas i sprzęŝoną zasadę w poniŝszych równaniach reakcji. C 3 (aq) + 3 + (aq) 2 (c) + 2 C 3 (aq) 2 + N 3 + N 2 N 4 + (aq) + 2 (c) N 3 (aq) + 3 + (aq) WskaŜ substancję, która moŝe być a) kwasem Brønsted a b) zasadą Brønsted a c) kwasem i zasadą Brønsted a. Podaj odpowiednio sprzęŝony kwas lub zasadę. S 3 2, P 4 2, N 4 +, N 3, Br, Cl 4, 2, - a) Definicja Brønsted a Lowry ego Kwas jest to substancja z której proton moŝe zostać usunięty. Jest to donor protonu. Utrata protonu to deprotonowanie. Po oderwaniu protonu otrzymujemy z kwasu sprzęŝoną zasadę. Im mocniejszy kwas tym słabsza sprzęŝona z nim zasada. Zasada jest to substancja zdolna do oderwania protonu z kwasu i jego zaakceptowania. Jest to akceptor protonu. Po zaakceptowaniu protonu 3

zasada przechodzi w sprzęŝony z nią kwas. Im silniejsza zasada, tym słabszy sprzęŝony z nią kwas. W świetle teorii Brønsted a zawsze jest rywalizacja róŝnych zasad o proton. W roztworze wodnym silnego kwasu azotowego (V) o proton rywalizuje jon N 3 i woda 2 ; wygrywa woda. Woda jest silniejszą zasadą niŝ N 3. 2 + - - -N 2 2 + + N 3 W roztworze wodnym słabego kwasu fluorowodorowego o proton rywalizuje jon F i woda 2. Wygrywa F, który jest silniejszą zasadą niŝ woda. 2 + - - -F 2 + + F Jon tlenkowy 2 - bardzo silna zasada. N 3 + Na 2 Na + NaN 2 N 3 + 2 + N 2 kwas 1 zasada 2 kwas 2 zasada 1 2 + Na 2 Na + Na 2 + 2 + kwas 1 zasada 2 kwas 2 zasada 1 4

b) Definicja Lewisa Kwas jest to akceptor pary elektronowej, zasada jest donorem pary elektronowej. Proton moŝna uwaŝać za akceptor pary elektronowej a aniony, S 4, Cl za donory pary elektronowej. Cl ( + + Cl - ) + 2 = 3 + + Cl - kwas + zasada Lewisa 3 + + - = 2 2 kwas + zasada Lewisa Na 2 + 2 = 2Na jonowo 2- + AsCl 5 + Cl = AsCl 6 AsCl 5 to bardzo silny kwas Lewisa. Ma on tendencję do przyłączenia par elektronowych (tu związanych z jonem Cl ). AsCl 3 + Cl AsCl 4 AsCl 3 jest słabszym kwasem Lewisa. Typowe właściwości dla halogenków pierwiastków trzeciego i wyŝszych okresów, moŝliwe przez rozszerzanie oktetu. Cl Cl -1 Cl Cl As + Cl Cl Cl Cl Cl As Cl Cl Cl -1 5

Kwasy Lewisa często generują nietypowe kationy SbCl 5 + NCl [N][SbCl 6 ] N + kation nitrozylowy SbCl 5 + N 2 Cl [N 2 ][SbCl 6 ] N + 2 kation nitrylowy Tlenki niemetali, szczególnie na wyŝszych stopniach utlenienia. S 2 + 2 2 S 3 S 2 + Ca CaS 3 S -2-1 S -1 Najbardziej prawdopodobna struktura Lewisa dla S 3 2. S 3 + 2 S 4 2 S 3 + Na 2 Na 2 S 4 podobnie S 3 + 2 S 4 S S S TakŜe tlenki pierwiastków niemetalicznych II okresu C 2 + C 3 C 2 + Na NaC 3 C -1-1 C C -1 Reguła oktetu musi tutaj być spełniona. Podobnie typowe kwasy Lewisa, to związki pierwiastków II - grupy, 6

Np. BeF 2 i związki pierwiastków III grupy, np. BF 3 lub AlCl 3. BeF 2 + 2KF K 2 [BF 4 ] w II okresie spełniona jest reguła oktetu. F Be F + -1 +1 F K + +1 K F -1 F 2- F Be F F + 2 K + Podobnie 3 N + BF 3 3 NBF 3 Spełniona jest reguła oktetu. ( 3 N BF 3 ) N F B F F Dla glinu (III okres) nie musi być spełniona reguła oktetu. Dlatego moŝliwa jest reakcja Al() 3 + 3 [Al() 6 ] 3 12 elektronów wokół Al Jon [Al 4 ] spełnia regułę oktetu, jon wodorkowy jest ligandem Kationy metali są kwasami Lewisa, w roztworze wodnym zawsze hydratowane [Al( 2 ) 6 ] 3+, [Be( 2 ) 4 ] 2+, [Na( 2 ) 4 ] +. Kationy lub metale bloku d są często efektywnymi kwasami Lewisa. AgCl + 2N 3 = [Ag(N 3 ) 2 ]Cl lub jonowo Ag + + 2 N 3 = [Ag(N 3 ) 2 ] + AgCl + 2KCN = K[Ag(CN) 2 ] lub jonowo Ag + + 2 CN = [Ag(CN) 2 ] Dysocjacja elektrolityczna tych kompleksów 7

[Ag(N 3 ) 2 ]Cl [Ag(N 3 ) 2 ] + + Cl K[Ag(CN) 2 ] [Ag(CN) 2 ] + K + K 2 [Zn() 4 ] [Zn() 4 ] 2 + 2 K + Zasady Lewisa - musi być wolna para elektronowa. 2- N N F c) Definicja rozpuszczalnikowa (tylko dla rozpuszczalników ulegających autodysocjacji) Substancja, która zwiększa stęŝenie kationów odpowiadających rozpuszczalnikowi, to kwas; substancja, która zwiększa stęŝenie anionów odpowiadających rozpuszczalnikowi, to zasada. 2N 3 N + 4 + N 2 N + 4 Cl - kwas, Na + N 2 - zasada zobojętnianie N + 4 Cl + Na + N 2 2 N 3 + NaCl (sól) reakcje z metalami Mg + 2N + 4 Mg 2+ + 2N 3 + 2 Mg + 2 3 + Mg 2+ + 2 2 + 2 2Al + 2N 2 + 6N 3 2[Al(N 2 ) 4 ] + 3 2 w ciekłym N 3 2Al + 2 + 6 2 2[Al() 4 ] + 3 2 we wodzie 1- d) Definicja Luxa Flooda (dla tlenkowych układów bezwodnych) Kwas jest to akceptor jonu tlenkowego, zasada jest to donor jonu tlenkowego. Na 2 (zasada) + Si 2 (kwas) = Na 2 Si 3 (sól) jonowo 2 + Si 2 = Si 2 3 (sól) Na 2 + Al 2 3 = 2 NaAl 2 (taki glinian istnieje tylko w warunkach bezwodnych) 8

jonowo 2 + Al 2 3 = 2 Al 2 (sól) e) Koncepcja twardych i miękkich zasad i kwasów. Twarde kwasy małe, słabo polaryzowalne kationy, np. jony litowców, berylowców, Al 3+, jony lŝejszych metali przejściowych na wysokich stopniach utlenienia, np. Ti 4+, Fe 3+, Co 3+. Miękkie kwasy duŝe, dobrze polaryzowalne kationy, np. jony cięŝszych metali przejściowych szczególnie na niskich stopniach utlenienia, np. Pt 2+, Pt, Cu +. Twarde zasady małe, słabo polaryzowalne aniony, np. jony 2, F,N 3- małe cząsteczki będące zasadami Lewisa 2, N 3. Miękkie zasady duŝe, dobrze polaryzowalne aniony, np. jony Se 2, I, duŝe cząsteczki będące zasadami Lewisa As 3. F Cl Br I 2 2 S 2 Se 2 Te Cr 3+ Cr 2+ Cr 0 2 S 2 Se 2 Te 2 NR 3 PR 3 AsR 3 SbR 3 Zn 2+ Cd 2+ g 2+ Bardziej miękkie Bardziej miękkie Bardziej miękkie Twarde kwasy reagują chętnie z twardymi zasadami, miękkie kwasy z miękkimi zasadami. Twarde zasady dają z twardymi kwasami bardziej trwałe związki niŝ z miękkimi kwasami. Miękkie zasady dają z miękkimi kwasami bardziej trwałe związki niŝ z twardymi kwasami. Bardziej trwały jest AlF 3 6 niŝ AlCl 3 6, bardziej trwały jest gi 2 4 niŝ gcl 2 4. 9

10