Pufferek Szerepe: pH stabilitás, kompenzálás, kiegyenlítés a külső hatásokkal szemben. Puffer rendszerek pH-ja jelentős mértékben „stabil”, kisebb mennyiségű sav vagy lúg hozzáadásával nem változik számottevően. Puffer kapacitás megadja, hogy a puffer 1 literének pH-ját hány mól HCl csökkenti egy egységgel, ill. hány mól NaOH növeli egy egységgel.

Puffer rendszerek Gyenge sav és az erős bázissal alkotott sójának együttese CH3COOH + NaOH→CH3COONa + H2O Ecetsav – nátrium acetát puffer rendszer CH3COOH CH3COONa

Ecetsav – nátrium acetát puffer rendszer Savas hatás esetén CH3COO- + Na+ + CH3COOH + H+ → 2CH3COOH + Na+ lényeg: CH3COO- + H+ → CH3COOH Lúgos hatás esetén CH3COO- + Na+ + CH3COOH + OH- → 2CH3COO- + Na+ + H2O lényeg: CH3COOH + OH- → CH3COO- + H2O

Ecetsav – nátrium acetát puffer működése HAc H+ + Ac Ha 1 mól ecetsavból és 1 mól nátrium-acetátból készítünk 1 dm3 oldatot akkor a [sav] = 1 és a [só] = 1. [H+] = Ks = 1,8.10-5 pH = 4,75

pH = 4,66 Ecetsav – nátrium acetát puffer működése HAc H+ + Ac Ha 1 mól ecetsavból és 1 mól nátrium-acetátból készült 1 dm3 oldathoz 0,1 mól HCl-t adunk akkor a [sav] = 1,1 és a [só] = 0,9 [H+] = 1,8.10-5* pH = 4,75 pH = 4,66 Ha egy ilyen pH-jú puffert nem tartalmazó oldathoz 0,1 mól sósavat (HCl) adunk akkor az új pH = 1

Ammóniumhidroxid – ammónium klorid puffer rendszer Savas hatás esetén NH4+ + Cl- + NH4OH + H+ → 2NH4+ + Cl- +H2O lényeg: NH4OH + H+ → NH4+ + H2O Lúgos hatás esetén NH4+ + Cl- + NH4OH + OH- → 2NH4OH +Cl- lényeg: NH4+ + OH- → NH4OH

Hidrogén karbonát puffer rendszer Egy komponensű puffer: hidrogén karbonát ion

Szervetlen szén rendszer A levegőben lévő CO2 képes a vízbe beoldódni Hogy milyen formában jelenik meg a vízben az a pH-tól függő. - pH < 4,5 → CO2 és H2CO3 - 4,5 < pH < 8,3 → CO2; H2CO3 és HCO3- - pH > 8,3 → HCO3- és CO32-

KOMPLEXKÉPZŐDÉSI EGYENSÚLYOK Komplexképződéssel kapcsolatos alapfogalmak (általános kémia, szervetlen kémia) - Komplex vegyület, központi ion, ligandum, koordinációs szám Fémion (központi atom) Lewis sav Ligandum Lewis bázis Komplex - Szolvátkomplexek, akvakomplexek - Koordinációs szféra, koordinációs szám, koordinációs geometria - Donorcsoport, donoratom, egyfogú, többfogú, ambidentát ligandumok - Kelátkomplexek, keláteffektus - Protonkomplexek, protonált komplexek - Törzskomplexek, vegyes ligandumú komplexek

A komplexek fajtái A komplex vegyületek egyik osztályozási módja elektromos töltésük alapján történik. A komplexek töltését a ligandumok és a központi fémion töltésének algebrai összege adja meg. A komplex töltése egyenlő a külső szféra ionjainak töltésével, ellentétes előjellel. Ennek megfelelően léteznek: Kationkomplexek (pozitív töltésűek) pl: [Pt(NH3)6]4+, [Co(NH3)6]3+ Anionkomplexek (negatív töltésűek) pl: [PtCl6]2-, [Fe(CN)6]4- Semleges komplexek (nincs töltésük) pl: [Pt(NH3)2Cl4], [CrCl3(H2O)3] Kation-anionkomplexek (komplex kationnak komplex anionnal alkotott vegyületei) pl: [Co(NH3)6][Co(CN)6]

KOMPLEXKÉPZŐDÉSI EGYENSÚLYOK Komplex vegyületek nevezéktana kationos komplexek: pl. [Ag(NH3)2]+ - diamin-ezüst(I)-ion [Cu(H2O)6)]2+ - hexakva-réz(II)-ion koord. szám (görögül) fémion töltése (magyarul) ligandum neve (görögül) fémion neve (magyarul) anionos komplexek: pl. [Ag(CN)2]- - diciano-argentát(I)-ion [HgI4)]2- - tetrajodo-merkurát(II)-ion [Fe(CN)6]3- - hexaciano-ferrát(III)-ion fémion töltése (magyarul) koord. szám (görögül) fémion neve (görögül) + “át” képző ligandum neve (magyarul) + “o” képző

KOMPLEXKÉPZŐDÉSI EGYENSÚLYOK Lépcsőzetes komplexképződési egyensúlyok M + L ML ML + L ML2 ... ... MLN-1 + L MLN Lépcsőzetes stabilitási állandók (Ki): ; ;………; Az egymást követő lépcsőket jellemző asszociációs állandók egyre kisebbek: K1 > K2 > … > KN Hasonlóság a többértékű bázisok lépcsőzetes protonálódási folyamataihoz: protonkomplexek. (Összevetés savak lépcsőzetes disszociációjával.)

Bányászat környezetszennyezése Aranytartalmú kőzetekből leggyakrabban ciánlúgozással nyerik az aranyat. Az aranyszemcséket levegő jelenlétében híg nátrium-cianid-oldattal oldják ki, 4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O => 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH Az így nyert oldatból az aranyat cinkkel vagy elektrolízissel választják ki. 2Na[Au(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4]+ 2Au A korábbi technológiában higanyt használtak. Ez még veszélyesebb volt  Egy aranygyűrű elkészítése 20 tonna bányahulladék

Cianid komplexek veszélyessége Toxicitás, nehézfém oldatba vitel de Kálium-ferrocianid (Sárgavérlúgsó) K4(Fe(CN)6) Elsősorban a bor derítésére (kékderítés) alkalmazzák, a szőlő permetezésére használt gombaölő rézvegyületeket távolítják el. E536 Berlini kék: oldhatatlan vas-cián komplex vegyület (ferro-ferri-cianát), Fe4[Fe(CN)6]3

Tímföldgyártás Bauxit feltárása Bauxit szárítása Bauxit őrlése AlO(OH) + NaOH + H2O= Na(AL(OH)4) Ülepítés, szűrés üledék – vörösiszap (Fe, Ti) Az oldatban maradó Na-aluminát elbontása Na(AL(OH)4) = Al(OH)3 + NaOH Szűrés, az NaOH visszaforgatása Kalcinálás - Timföld 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Vízlágyítás, Calgon EDTA szerkezeti képlete: HOOC – CH2 CH2 - HOOC N – CH2 – CH2 - N

MIKROELEM TRÁGYÁK EDTA térszerkezete: CO 2- O CH2 CO CH2 O N CH2 Zn CO CH2 CH2 O CO