1. Budowa cząsteczki wody:

Wiązania występujące między atomami tlenu i wodoru to polarne wiązanie kowalencyjne (atomowe spolaryzowane). Jest ono związane z elektroujemnością atomów (tlen ma większą).

Jest to cząst. kątowa. Kształtu nieregularnego czworościanu (zaburzony tetraedr).

Dwa wiązania at. O₂ z at. H₂ są skierowane w stronę dwóch naroży, a niepodzielne pary elektronowe na hybrydyzowanych orbitalach sp³ są skierowane w stronę 2 pozostałych naroży.

1. Co oznacza stwierdzenie, że cząsteczka wody jest polarna?

Cząst. H₂O jest polarna, czyli wiązanie kowalencyjne pomiędzy atomem tlenu i wodoru ma asymetryczny podział elektronów, czyli jądro atomu tlenu silniej przyciąga elektrony niż jądro atomu wodoru.

1. Co to jest wiązanie wodorowe? Ile maksymalnie wiązań wodorowych może wytworzyć cząsteczka wody?

Powstaje, gdy elektrony jednej cząsteczki mogą być częściowo wspólne z atomem wodoru drugiej oraz gdy atom elektroujemny (np. tlen, azot) znajduje się odpowiednio blisko wodoru, który jest związany kowalencyjnie z innym elektroujemnym atomem.

Mogą być międzycząsteczkowe i wewnątrz cząsteczkowe lub pojedyncze i wielokrotne.

Cząsteczka wody może utworzyć 4 wiązania wodorowe.

1. Związki amfifilowe. Hydrofilowe i hydrofobowe grupy w związkach organicznych.

Związki amfifilowe - związki organiczne, np. mydło, zawierające zarówno grupy hydrofilowe (na zewn.) i hydrofobowe (od wewn.). Współdziałanie grup decyduje o powstaniu wewnątrzkomórkowych struktur. W wodnych roztworach cząsteczki amfifilowe zbliżają się do siebie i ustawiają tak, żeby grupy hydrofobowe nie stykały się z wodą. Jest to możliwe przez utworzenie warstw dwumolekularnych lub przez tworzenie mieli. Przykładami związków amfifilowych są np. sole kwasów tłuszczowych – mydło, sole amin o długich łańcuchach węglowych.

Grupy hydrofilowe – są to grupy atomów, które zawierają atom tlenu lub azotu tworząc wiązania wodorowe z wodą. Grupy te w roztworach wodnych otaczane są przez dipole wody, np. hydroksylowa (-OH) czy karboksylowa (-COOH).

Grupy hydrofobowe – tzw. węglowodorowe fragmenty związków organicznych.

1. Dysocjacja kwasów w wodzie.

Dysocjacja elektrolityczna - jest to proces rozpadu związków chemicznych na jony pod wpływem działania wody. W roztworach jest to proces zawsze odwracalny.

Kwasami są związki chemiczne, które podczas rozpuszczania w wodzie dysocjują całkowicie lub częściowo na kationy wodorowe i aniony reszt kwasowych.

Kwasy takie jak HNO₃, które w czasie dysocjacji odczepiają jeden kation wodorowy nazywamy jednoprotonowymi. Kwasy posiadające w cząsteczkach dwa atomy wodoru zdolne do oddysocjowania w postaci kationów - dwuprotonowymi, trzy-, trójprotonowymi

W przypadku kwasów rozróżniamy kwasy mocne i słabe:

Kwasy mocne

Dysocjacja wodnych roztworów kwasów mocnych przebiega następująco:

HClO H⁺ + ClO^-

Zapis ten oznacza, że cząsteczki kwasu chlorowego(I) całkowicie i nieodwracalnie rozpadają się w roztworze wodnym na kaitony wodorowe H⁺ oraz aniony ClO^-.

W ten sam sposób zdysocjuje np. kwas azotowy(V):

HNO₃ H⁺ + NO₃^-

Zupełnie podobnie sprawa wygląda dla kwasów beztlenowych, rozpadają się na kation wodorowy i anion reszty kwasowej:

HCl H⁺ + Cl^-

Jeżeli chodzi o nazwy, to dla kwasów tlenowych mamy aniony z końcówką -anowy zaś beztlenowych -kowy. I tak na przykład:

HClO4	- kwas chlorowy(VII),	ClO4^-	- jon chloranowy(VII);
HCl	- kwas chlorowodorowy,	Cl^-	- jon chlorkowy;

Kwasy słabe

Tymczasem w przypadku kwasów słabych powstaje równowaga, dokładnie w taki sam sposób, jak to było z wodą:

HNO₂ H⁺ + NO₂^-

Równowaga oznacza faktycznie to samo, co równowaga dysocjacji w samej wodzie - jednocześnie jedne cząsteczki rozpadają się na jony i pewne jony łączą się w obojętne cząsteczki.

Jedynymi słabymi kwasami beztlenowymi są: siarkowodorowy i fluorowodorowy

HF H⁺ + F^-

1. Iloczyn jonowy wody i pH.

   1. Iloczyn jonowy wody:

Iloczyn stężeń jonów wodorowych i jonów wodorotlenowych w wodzie i rozworach wodnych.

K_w = [H⁺] [OH^-] = 10^-14

W czystej wodzie stężenie[H⁺] i [OH^-] wynosi 10^-7.

Stężenie jonów wodorowych i wodorotlenkowych są od siebie zależne, (gdy jedno rośnie, drugie maleje).

W roztworach kwasowych stężenie jonów wodorowych musi być większe, a w zasadowych jonów wodorotlenkowych musi być większe.

1. pH:

Jest to ujemy logarytm ze stężenia jonów wodorowych;

pH = -log [H⁺];

pH = 7 – odczyn obojętny;

pH > 7 – odczyn zasadowy;

pH < 7 odczyn kwaśny.

1. Bufory

Pewne związki, które mają na celu utrzymanie stałego odczynu roztworu, nawet przy dodaniu niewielkich ilości kwasów, zasad lub rozcieńczonych w wodzie.

Przykładami buforów są roztwory kwasu octowego i jonu octanowego lub amoniaku i jonów amonowych.