Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A kémiai egyensúlyokhoz… (2007.11.15). Feladatok: az előző órán tanultakhoz… 1.Hogyan készít 500 gramm 6 m/m %-os NaCl oldatot? M.: 30 g só, 470 gramm,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A kémiai egyensúlyokhoz… (2007.11.15). Feladatok: az előző órán tanultakhoz… 1.Hogyan készít 500 gramm 6 m/m %-os NaCl oldatot? M.: 30 g só, 470 gramm,"— Előadás másolata:

1 A kémiai egyensúlyokhoz… ( )

2 Feladatok: az előző órán tanultakhoz… 1.Hogyan készít 500 gramm 6 m/m %-os NaCl oldatot? M.: 30 g só, 470 gramm, cm 3 víz 2.Hogyan készít 400 cm 3 3 m/v %-os cukoroldatot? M.: 12 g cukor oldva 400 cm 3 -re 3.40 gramm NaOH-ból mennyi a) 2 m/v %-os; b) 2m/m %-os oldatot lehet készíteni? M.: a) 2 dm 3 -t; b) 2 kg-ot 4.Hány m/m %-os a 15,95 m/v %-os 1,063 g/cm 3 sűrűségű répacukoroldat? M.: 15 m/m %-os

3 5.Mennyi kénsavat tartalmaz 500 cm 3 0,5 mol/dm 3 -es kénsavoldat? (H=1, S= 32, O=16) M.: 24,5 grammot 6.Hány mólos (mol/dm 3 -es koncentrációjú) a 4,9 m/v % kénsavoldat? M.: 0,5 mol/dm 3 7.Hány m/v %-os a 2 mol/dm 3 -es koncentrációjú kénsavoldat? (M=98 g) M.: 19,6 m/v % 8.A réz (II)-szulfát (rézgálic) 5 mól kristályvizet tartalmaz: CuSO 4 *5H 2 O mólnyi mennyisége: 160 g és 90 g víz, együttesen 250 g. Kérdés: 1 dm 3 1 m/v %-os oldat elkészítéséhez mennyi kristályvizes rézszulfátot kell bemérni? M.: ha kristályvíz nélküli lenne 10g-ot, de így 250/160*10=15,625g-ot

4 Pufferoldatok Erős savak (bázisok) gyenge savakra (bázisokra) kifejtett hatásának gyakorlati jelentősége a pufferoldatokban van. Pufferek az olyan oldatok, amelyek gyenge savat és ennek erős bázissal alkotott sóját, ill. gyenge bázist és ennek erős savval alkotott sóját tartalmazzák. Pl.: CH 3 COOH és CH 3 COONa, ill. NH 4 OH és NH 4 Cl. Az ilyen oldatok pH-ja jelentős mértékben „stabil”, kisebb mennyiségű erős sav vagy lúg hozzáadásának hatására nem változik lényegesen. Pufferként viselkednek, pl. a többértékű gyenge savak savanyú sói is (Na 2 HPO 4 vagy NaH 2 PO 4 )

5 A pufferoldatok működése a tömeghatás törvénye alapján értelmezhető, és a disszociációs állandóban (K d ) szereplő koncentráció értékek megfelelő arányba történő állítása, az elhanyagolások és átrendezések után a pufferoldat pH-ját a következő összefüggések segítségével számíthatjuk ki:

6 Tehát a gyenge savat és sóját tartalmazó pufferoldat hidrogénion koncentrációja (pH-ja) a gyenge sav és só koncentrációjának arányától és a gyenge sav disszociáció állandójától függ. K s =K CH3COOH = 1,86*10 -5 K b =K NH4OH = 1,8*10 -5

7 Látható, hogy a puffer hidrogénion koncentrációja, pH-ja jól definiálható érték, amely az oldat hígításával nem változik. A gyenge sav és sójának koncentrációaránya hígításkor nem változik észrevehető mértékben. Ha a gyenge sav relatív koncentrációját növeljük, a puffer H + -ion koncentrációja kismértékben nő, viszont a só relatív koncentrációjának növelésére a hidrogénion koncentráció kismértékben csökken. A puffer alkotórészeinek arányát változtatva tehát különböző, előre kiszámítható pH-jú pufferoldatok készíthetők.

8 A pufferoldat kiegyenlítő működése azon alapszik, hogy a puffer pH-ja kisebb mennyiségű erős sav vagy bázis hozzáadására alig változik. Ez annak a következménye, hogy erős sav hatására a pufferben lévő gyenge sav a sójából felszabadul, s így nem a hidrogénionok koncentrációja nő, hanem a gyenge sav és a só aránya tolódik el. Ezzel szemben az erős sav ugyanezen mennyisége tiszta vízben radikális pH-változást váltana ki. A pufferoldatok az erős bázisok hatását úgy képesek kiegyenlíteni, hogy a pufferben lévő gyenge sav az erős bázissal sót képez. Ezzel csökken ugyan a gyenge sav koncentrációja és nő a só mennyisége, de nem növekedett jelentősen a hidroxidionok koncentrációja. Megváltozik ugyan a sav és a só aránya, de alig változik a hidrogén- és hidroxidionok koncentrációja.

9 A pufferoldatok kiegyenlítő képességének a mértéke a pufferkapacitás. Ez egy erős bázisnak vagy savnak azon mólokban megadott mennyiségével egyenlő, amely 1 dm 3 pufferoldat pH-jában egy egységnyi változást okoz. A pufferkapacitás akkor nagy, ha a pufferoldat a gyenge savat és sóját (ill. a gyenge bázist és sóját) egyenlő arányban és minél nagyobb koncentrációban tartalmazza. Általában jó pufferhatás akkor lép fel, ha az arány 10 és 0,1 közé esik. A vér pufferrendszere az ún. bikarbonát-puffer: H 2 CO 3 és Na HCO 3 pH= 7,35

10 Indikátorok Az indikátorok olyan vegyületek, amelyek valamely komponensnek a reakcióelegyében való megjelenését vagy eltűnését jelzik. A sav- bázis indikátor rendszerint olyan gyenge sav vagy gyenge bázis, amelynek disszociációja színváltozással jár. Ez annak a következménye, hogy a kation vagy az anion más színű, mint a disszociálatlan indikátor molekula színe.

11 A sav-bázis indikátorok színváltozása – Ostwald elmélete szerint – egyszerűen az elektrolitos disszociáció következménye, és működésük az elektrolitok disszociáció elméletével magyarázható. Azonban számos indikátor színváltozását a molekulán belüli atomátrendeződés is kísér. Savas kémhatású oldatokban a gyenge sav jellegű indikátorok disszociációja visszaszorul, s az oldat a nem disszociált indikátor molekula színét mutatja. Lúgos oldatban a gyenge sav sóvá alakul át, amely nagymértékben disszociál, és ekkor az indikátor színe az anion színének felel meg.

12 Vegyük példának a fenolftalein indikátort. A fenolftalein olyan gyenge savnak tekinthető, amelynek nem disszociált molekulái (HA) színtelenek, a disszociáció során keletkezett anionja (A - ) pedig vörös színűek: HA ⇌ H + + A - molekulaanion színtelen vörös

13 Félig disszociált állapotban a fenolftalein indikátort tartalmazó oldat színe a disszociálatlan molekulák és az anionok keveréke, így egy keverékszínt észlelhetünk (rózsaszínű). Nagyobb hidrogénion koncentráció mellett a fenolftalein disszociációja visszaszorul, és az oldatban a nem disszociált, színtelen fenolftalein molekulák lesznek túlsúlyban, ezért az oldat színtelen. Ha a H + -ion koncentrációt csökkentjük (lúgosítjuk), a fenolftalein molekula disszociációja fokozódik, és az oldatban a vörös színű fenolftalein-anionok kerülnek többségbe.

14 Az indikátorok színváltozása, átcsapási tartománya disszociáció állandójuk (K d ) értékétől függ. Ha a hidrogénion koncentráció ennél 10-szer nagyobb, a disszociálatlan indikátormolekulák színe a domináns. Amikor pedig a H + -ion koncentrációja a K d értéknél 10- szer kisebb lesz, az indikátor-anion színe válik uralkodóvá. A két szín közötti pH-intervallum az átcsapási zóna. A színváltozás tehát kb. két pH-egységre terjed ki. Az indikátorok ezen átcsapási intervallumát elsősorban az indikátor disszociációs állandója szabja meg. A különböző indikátorok különböző erősségű savaknak, ill. bázisoknak tekinthetők. Néhány indikátor kísérleti úton meghatározott átcsapási tartományát a következő táblázat tartalmazza:

15 Sav-bázis indikátorok átcsapási intervalluma IndikátorIndikátor színeÁtcsapási intervallum pH egységekben SavasLúgos Timolkékvörössárga1,2 – 2,8 Dimetilsárgavörössárga2,9 – 4,0 Metilnarancsvörössárga3,1 – 4,4 Brómfenolkéksárgaibolya3,0 – 4,6 Brómkezolzöldsárgakék3,8 – 5,4

16 Metilvörösvörössárga4,4 – 6,2 Brómfenolvörössárgavörös5,4 – 7,0 Brómtimolkéksárgakék6,0 – 7,6 Lakmuszvöröskék6,0 – 8,0 Fenolvörössárgavörös6,4 – 8,0 Timolkéksárgakék8,0 – 9,6 Fenolftaleinszíntelenvörös8,0 – 9,8

17 Sók hidrolízise A sók ionkristályos vegyületek, többségük jól oldódik vízben. A sók oldódása során előfordul, hogy a só valamely ionja nemcsak hidratálódik, hanem kémiai reakcióba is lép a vízzel. Az olyan sav-bázis folyamatokat, amelyekben a víz nemcsak oldószer, hanem reakciópartnerként is részt vesz, hidrolízisnek nevezzük.

18 Az ionvegyületek oldatának lúgos kémhatását a hidrolízis okozza. Az erős savakból és gyenge bázisokból származtatható sók savasan hidrolizálnak (pl. NH 4 Cl), az erős bázisokból és gyenge savakból származtatható sók lúgosan hidrolizálnak (pl. Na 2 CO 3 ). Az erős bázisokból és erős savakból származtatható sók nem hidrolizálnak (pl. NaCl, KNO 3, Na 2 SO 4 ). Csak disszociáció! A hidrolízis lényegében sav-bázis reakció.

19 A hidrlolízis jelenségével gyakran találkozunk mindennapi életünkben. Például a mosóporok és mosogatószerek anyagai vízben oldva lúgosan hidrolizálnak. A nátrium-klorid (NaCl) vizes oldatában jelenlévő nátriumionok (Na + ) és kloridionok (Cl - ) nem tudnak protont megkötni vagy leadni, nem lépnek kölcsönhatásba a vízzel. Így nem változik meg sem az oxóniumionok, sem a hidroxidionok száma, tehát az oldat semleges kémhatású. NaCl(sz)=Na + (aq)+Cl - (aq)

20 Az ammónium-kloridból (NH 4 Cl) keletkező ammóniumionok reakcióba lépnek a vízzel, a kloridionok viszont nem. NH 4 Cl (sz) =NH 4 + (aq) +Cl - (aq) Az ammóniumion (NH 4 + ) elég erős sav ahhoz, hogy „reagáljon” a vízzel, leadja a protonját a víznek, a keletkező oxóniumion miatt az oldat savas kémhatású. (Brönsted) NH 4 + +H 2 O ⇌ NH 3 +H 3 O +

21 A nátrium-karbonátból (Na 2 CO 3 ) keletkező nátriumionok nem lépnek reakcióba a vízzel, a karbonátionok viszont igen. Na 2 CO 3 (sz) =2Na + (aq) +3CO 3 2- (aq) A karbonátion (CO 3 2- ) elég erős bázis ahhoz, hogy protont vegyen fel a víztől. A keletkező hidroxidionok miatt az oldat lúgos kémhatású lesz. (Brönsted) CO H 2 O ⇌ HCO 3 - +OH -


Letölteni ppt "A kémiai egyensúlyokhoz… (2007.11.15). Feladatok: az előző órán tanultakhoz… 1.Hogyan készít 500 gramm 6 m/m %-os NaCl oldatot? M.: 30 g só, 470 gramm,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések