Chemia Ogólna

Wykład III

kwas

1

 zasada

1

+ proton

zasada

2

+ proton  kwas

2

kwas

1

+ zasada

2

 zasada

1

+ kwas

2

NH

3

+ H

2

O 

NH

4

+

+ OH

-

zasada

1

kwas

2

sprzężonysprzężona

kwas

1

zasada

2

H

2

PO

4

-

+

H

3

O

+



H

3

PO

4

+

H

2

O

zasada

1

kwas

2

kwas

1

zasada

2

Związki amfiprotyczne

H

2

PO

4

-

+

OH

-



HPO

4

2-

+

H

2

O

kwas

1

zasada

2

zasada

1

kwas

2

NH

2

CH

2

COOH 

NH

3

+

CH

2

COO

-

glicyna

jon obojnaczy

Autoprotoliza jest innym przykładem

oddziaływania kwas – zasada:

zasada

1

+ kwas

2

 kwas

1

+

zasada

2

H

2

O

+

H

2

O



H

3

O

+

+

OH

-

CH

3

OH +

CH

3

OH 

CH

3

OH

2

+

+

CH

3

O

-

HCOOH

+

HCOOH



HCOOH

2

+

+

HCOO

-

NH

3

+ NH

3



NH

4

+

+

NH

2

-

 

HCl + H

2

O  H

3

O

+

+ Cl

-

H

3

PO

4

+ H

2

O  H

3

O

+

+ H

2

PO

4

-

Al(H

2

O)

6

3+

+ H

2

O  H

3

O

+

+ AlOH(H

2

O)

5

2+

CH

3

COOH + H

2

O  H

3

O

+

+ CH

3

COO

-

H

2

PO

4

-

+ H

2

O  H

3

O

+

+ HPO

4

2-

NH

4

+

+ H

2

O  H

3

O

+

+ NH

3

 

Najmocniejszy

kwas

 

Najsłabszy kwas

Najsłabsza

zasada

Najmocniejsza

zasada

HClO

4

+ H

2

O  H

3

O

+

+ ClO

4

-

CH

3

COOH +

HClO

4

 CH

3

COOH

2

+

+ ClO

4

-

zasada

1

kwas

2

kwas

1

zasada

2

rozpuszczalnik różnicujący

Bezwodny kwas octowy jest rozpuszczalnikiem
różnicującym moc kwasów, które zachowują się jak
mocne kwasy w wodzie.
Jak będzie działał ciekły amoniak jako rozpuszczalnik?

Stopień dysocjacji

Prawo rozcieńczeń

Ostwalda

Mocne elektrolity =1 %=100%

Stopień dysocjacji

=n

zdys

/n

całk

=c

zdys

/c

całk

Słabe elektrolity <1 %<100%

Im większe stężenie c

HA

tym mniejszy stopień dysocjacji 

Krzywe miareczkowania

alkacymetrycznego

Mocny kwas + mocna zasada

Mocny kwas

Mocna zasada

Roztwór
obojętny

Krzywe miareczkowania

alkacymetrycznego

słaby kwas + mocna zasada

Sł. kwas

bufor

Sł. zasada

Mocna zasada

Krzywe miareczkowania

alkacymetrycznego

słaba zasada + mocny kwas

Sł. zasada

bufor

bufor

amfiprotyczna

Sł. kwas

Mocny kwas

Miareczkowanie sody

kwasem solnym

Mol/l (g, mol, litr)

Wskaźniki

alkacymetryczne

Słabe kwasy i zasady o różnym zabarwieniu formy

kwasowej i zasadowej

żółty

czerwon
y

żółty

Wskaźniki

alkacymetryczne

Jednobarwne (fenoloftaleina)

fenoloftaleina

Jak dobrać wskaźnik?

fenoloftaleina

fenoloftaleina

Oranż
metylowy

Charakterystyka

wskaźników

pH gleby 4 – 4,5

pH gleby 5,5 - 6

hortensja

Maki

Chabry

pH soków w makach < pH soków w
chabrach

Ten sam barwnik jest odpowiedzialny za barwę maków i
chabrów

Automatyczny
titrator

Wyrażenia opisujące stałą

równowagi

wW + xX  yY + z Z

[Y]

y

[Z]

z

K =

[W]

w

[X]

x

Wyrażenia algebraiczne przedstawiające zależności istniejące
pomiędzy stężeniami (stałe stężeniowe) (lub aktywnościami – stałe
termodynamiczne) substratów i produktów. [Y] – stężenie molowe,
jeśli reagent jest gazem – ciśnienie cząstkowe zamiast stężenia np.
py, jeśli Y jest czystą cieczą, rozpuszczalnikiem w dużym nadmiarze,
jego symbol nie pojawia się w wyrażeniu opisującym stałą równowagi.
Wartość stałej zależy od temperatury, ciśnienia, siły (mocy) jonowej
roztworu dla stałej stężeniowej.
Położenie stanu równowagi chemicznej jest niezależne od drogi, na
której ten stan został osiągnięty.

Równowagi i stałe równowagi ważne w chemii analitycznej

 

Rodzaj

równowagi

Nazwa i symbol

stałej równowagi

 

Typowy przykład

Wyrażenie opisujące

stałą równowagi

Dysocjacja wody

Iloczyn jonowy
wody, K

w

2 H

2

O  H

3

O

+

+

OH

-

Kw = [H

3

O

+

][OH

-

]

Równowaga
heterogeniczna
pomiędzy
substancją trudno
rozpuszczalną i jej
jonami w
nasyconym
roztworze

Iloczyn
rozpuszczalności,
K

so

BaSO

4

(s)  Ba

2+

+

SO

4

2-

K

so

= [Ba

2+

][ SO

4

2-

]

Dysocjacja słabego
kwasu lub słabej
zasady

Stała dysocjacji,
K

a

lub K

b

CH

3

COOH + H

2

O

 H

3

O

+

+

CH

3

COO

-

 
CH

3

COO

-

+ H

2

O 

OH

-

+ CH

3

COOH

[H

3

O

+

][ CH

3

COO

-

]

K

a

= _________________

[CH

3

COOH]

 
K

b

= _ [OH

-

][CH

3

COOH]

[CH

3

COO

-

]

 

Tworzenie
kompleksu

Stała
kompleksowania,


n

Ni

2+

+ 4CN

-



Ni(CN)

4

2-



4

= ______________

[Ni(CN)

4

2-

]

[Ni

2+

][CN

-

]

4

 

Iloczyn
rozpuszczalności,
K

so

BaSO

4

(s)  Ba

2+

+

SO

4

2-

K

so

= [Ba

2+

][ SO

4

2-

]

 

Tworzenie
kompleksu

Stała
kompleksowania,


n

Ni

2+

+ 4CN

-



Ni(CN)

4

2-



4

= [Ni(CN)

4

2-

]

[Ni

2+

][CN

-

]

4

 

Równowaga reakcji
utlenienia/redukcji

K

redox

MnO

4

-

+ 5Fe

2+

+

8H

+

 Mn

2+

+

5Fe

3+

+ 4H

2

O

K

redox

= [Mn

2+

][Fe

3+

]

5

[MnO

4

-

]

[Fe

2+

]

5

[H

+

]

8

 

Równowaga
podziału substancji
rozpuszczonej
pomiędzy nie
mieszające się
rozpuszczalniki

K

D

I

2

(aq)  I

2

(org)

[I

2

]

org

K

D

=

[I

2

]

aq