Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Sav-bázis reakciók Konjugált sav-bázis rendszerek Brønsted  Lowry-féle sav-bázis elmélet bázissav NH 3 + HCl NH 4 + + Cl  H 2 O + HCl H 3 O + + Cl 

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Sav-bázis reakciók Konjugált sav-bázis rendszerek Brønsted  Lowry-féle sav-bázis elmélet bázissav NH 3 + HCl NH 4 + + Cl  H 2 O + HCl H 3 O + + Cl "— Előadás másolata:

1 Sav-bázis reakciók Konjugált sav-bázis rendszerek Brønsted  Lowry-féle sav-bázis elmélet bázissav NH 3 + HCl NH Cl  H 2 O + HCl H 3 O + + Cl  NH 3 + H 2 O NH OH  Sav: H + (proton)-donor Bázis: H + -akceptor Víz: amfoter (lehet sav és bázis is) konjugált párok: sav bázis + H +

2 Sav-bázis egyensúlyok vízben HA + H 2 O H 3 O + + A  B + H 2 O HB + + OH 

3 A víz öndisszociációja és a pH-skála H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH  25 ºC-on K v = 1,0  10  14 (K v mértékegysége az egyenlet alapján mol 2 dm  6, de precízebben levezetve ún. aktvitásokat kellene beírni az egyenletbe, amiből K v – és általában K – mértékegység nélküli szám.) Tiszta vízben, 25 ºC-on: [H 3 O + ] = [OH  ] = 10  7 mol/dm 3 pH = pOH = 7 pH :=  log [H 3 O + ] pOH :=  log [OH  ]pH+pOH =14 + HA  [H 3 O + ] >10  7 mol/dm 3 > [OH  ] pH 7 (pH+pOH =14 ) + B  [H 3 O + ] 7 pOH<7 (pH+pOH =14 ) pl. Coca ColapH≈2,5Dove kézmosó szappanpH≈7,0 ÁsványvízpH≈5,0PalmolivepH≈10,0 BorpH≈3,5

4 Hidrolízis és pufferoldatok A  + H 2 O HA + OH  BH + + H 2 O B + H 3 O + HA gyenge sav erős bázissal alkotott sójának lúgos hidrolízise: B gyenge bázis erős savval alkotott sójának savas hidrolízise: pl. CH 3 COONa + H 2 O CH 3 COOH + OH  pl. NH 4 Cl + H 2 O NH 3 + H 3 O + pufferoldat: gyenge sav és gyenge sav erős bázissal alkotott sójának oldata vagy gyenge bázis és gyenge bázis erős savval alkotott sójának pl. CH 3 COOH és CH 3 COONa oldata NH 3 és NH 3 Cl oldata Mi történik erős sav/bázis hozzáadásakor?

5 Sav-bázis indikátorok Sav-bázis titrálások

6 Fenolftalein Sav-bázis indikátorok több gyűrűre átterjedő konjugált kötések  közeli elektronállapotok  színes nincs hosszú konjugált részlet  színtelen + H +  H + (+OH  )

7 A Lewis-féle sav-bázis elmélet Lewis sav: elektronpár-akceptor Lewis-bázis: elektronpár-donor pl. H + + :OH  = HOH :NH 3 + H 2 O = NH OH  Általánosabban használható, mint a Brønsted  Lowry-féle sav-bázis elmélet Lewis-savLewis-bázissav-bázis komplex

8 Az eső természetes savassága és a savas eső H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3 H 2 O + H 2 CO 3 HCO 3  + H 3 O + Természetes savasság: pH ≈ 5, mészkő, vízkő képződése: H 2 CO 3 + CaCO 3 2HCO 3  + Ca 2+ (aq) Savas eső: SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 SO 2 + O 3 = SO 3 + O 2 SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 2NO 2 + 2H 2 O = HNO 2 + HNO 3

9 Szupersavak és karbokation kémia erős komplex  HF-nál erősebb sav! Oláh György (1927  ) Kémiai Nobel-díj: 1994 CH 4 → CH 5 + HF/SbF 5

10 Redoxireakciók Redoxireakció: elektronátadási folyamat Oxidáció: elektronleadás (oxidációs szám nő) Redukció: elektronfelvétel (oxidációs szám csökken) Redoxititrálások: pl. [Fe 2+ ] meghatározása KMnO 4 -gyel Egyenletek rendezése az oxidációs szám változások legkisebb közös többszöröse alapján! OCl  (aq) + Cl  (aq) + 2H + (aq) Cl 2 (g) + H 2 O szinproporció diszproporció

11 Redukáló- és oxidálószerek Hogyan lehetne számmal jellemezni az oxidáló/redukáló képességet?

12 Elektródok Elektród: olyan rendszer, amelyben elsőrendű vezető (fém) érintkezik másodrendű vezetővel (fémionok vizes oldata)

13 Galváncellák Zn(sz) + Cu 2+ (aq) = Zn 2+ (aq) + Cu(sz), két folyamat térbeli elválasztása: vatta sóhíd -oldat réz- katód cink- anód Cu 2+ (aq) +2e– = Cu(sz) Celladiagram: Zn | Zn 2+ (aq) Cu 2+ (aq) | Cu (1 M) oxidáció redukció Elektromotoros erő (E): az a feszültség, ami akkor mérhető, amikor a cellán nem folyik át áram _ + Zn(sz) = Zn 2+ (aq) +2e –

14 Luigi Galvani (1737  1798 ) Alessandro Volta (1745  1827) Humphry Davy (1778  1829) Michael Faraday (1791  1867)

15 A standard hidrogénelektród H + (aq) + e  =1/2 H 2 (g) Megállapodás szerint:  º H+/H 2 := 0 Félcella-reakciója: Pt | H 2 | 1 M H + (aq) pontosabban(!): Pt | H 2 | 1 mol H + /1 kg oldat

16 Az elektródpotenciál Az elektród potenciálja (  ): annak a galváncellának az elektromotoros ereje, amelynek az egyik elektródja a kérdéses elektród, a másik pedig a standard hidrogénelektród Standardpotenciál (  º): egységnyi koncentrációjú (aktivitású) oldat elektród potenciálja Nernst-egyenlet: Negatívabb oxidálódik, pozitívabb redukálódik. F=96485 C / mol

17 Az üvegelektród Elsőfajú elektród, pl.: Ag + (sz) + e  = Ag(sz) Ag(sz) | Ag + (aq)  függ a koncentrációtól Másodfajú elektród, pl.: Ag + (sz) + e  = Ag(sz) AgCl(sz) Ag+(aq) + Cl  (ag) Ag(sz) | AgCl | KCl 1 mol / kg (aq) AgCl oldatbeli koncentrációja jó közelítéssel állandó →  állandó Jó referenciaelektród!

18 A Leclanché-féle szárazelem Georges Leclanché (1839  1882) _ + grafit C + MnO 2 légtér záróréteg Zn membrán NH 4 Cl + ZnCl 2 burkolat Hasonlóan működik az alkáli-szárazelem:

19 Higanyos oxidos gombelem Kiszorulóban… Hg

20 Az újratölthető NiCd és Li elem Anód: xLi + + CoO 2 + xe – → Li x CO 2 Katód: Li x C 6 → xLi + + 6C + xe – Li/grafit anód Li/CoO 2 katód membrán

21 Az ólomakkumulátor Töltött Kisütés Kisütött Töltés Pb(sz) + HSO 4  = PbSO 4 (sz) + H + + 2e  anód: oxidáció PbO 2 (sz) + HSO 4  + 3H + + 2e  = PbSO 4 (sz) + 2 H 2 O katód: redukció Pb(sz) + PbO 2 + 2H + + 2HSO 4  = 2PbSO 4 (sz) + 2H 2 O Használatkor (kisütés):

22 H 2 /O 2 tüzelőanyagelem

23 Más tüzelőanyagelemek is léteznek, illetve fejlesztés alatt állnak: pl. CH 4, CH 3 OH égetése Általános probléma: katalizátor élettartama

24 Tüzelőanyagelemek hatásfoka Hőerőművek hatásfoka < 40%

25 Az elektrolízis Egyenáram Fém Pt oldat Anód: + O2O2 H2H2 Katód: - 2O 2  = O 2 + 4e  oxidáció pl. a víz bontása 4H + + 4e  = 2H 2 redukció

26 Az elektrolízis ipari felhasználása: alumíniumgyártás Na 3 AlF 6 (kriolit) és Al 2 O 3 olvadéka A termék árában nagy arányban benne van az elektromos áram ára!! (Pl. Izland bauxitja (Al 2 O 3 ) nincs, mégis az Al-gyártás az egyik legfontosabb bevétele.) Más fémek is: pl. Na (és hypo NaOCl gyártása)

27 Korrózióvédelem Passzív: Aktív: Febelül zinkrúd Mg vagy Zn Fe csővezeték vagy - potenciál Fe Zn Fe Sn kis  º-ú fém festék, v. nagy  º -ú fém (pl. Sn), vagy tömör oxidréteg (pl. Al 2 O 3 ) H +, H 2 O Sn 2+, Fe 2+ hátrány: helyi elem: Fe + Sn 2+ = Sn + Fe 2+ helyi elem: Zn + Fe 2+ = Fe + Zn 2+ H +, H 2 O Zn 2+, Fe 2+


Letölteni ppt "Sav-bázis reakciók Konjugált sav-bázis rendszerek Brønsted  Lowry-féle sav-bázis elmélet bázissav NH 3 + HCl NH 4 + + Cl  H 2 O + HCl H 3 O + + Cl "

Hasonló előadás


Google Hirdetések