wyk│ady


Wykład 1

Klasyfikacja związków chemicznych

I nieorganiczne(obecnie uważa się, że są wytwarzane przez organizmy żywe):

-tlenki: zasadowe, kwasowe, amfoteryczne, obojętne

-wodorotlenki: zwyczajne, amfoteryczne

-kwasy: tlenowe, beztlenowe

-sole: wodorosole, hydroksysole, obojętne

TLENKI—połączenia pierwiastków z tlenem

I grupa

II grupa

III grupa

IV grupa

V grupa

VI grupa

VII grupa

1e-

2e-

3e-

4e-

5e-

6e-

7e-

+1

+2

+3

+4

+5

+6

+7

X2+1O-2

XO

X2O3

XO2

X2O5

XO3

X2O7

Metale—tlenki zasadowe

Tlenki amfoteryczne

W przewadze niemetale—tlenki kwasowe

Tlenki zasadowe w wyniku reakcji z wodą mogą dawać wodorotlenki!!!

K2O + H2O2KOH wodorotlenek potasu

Na2O + H2O2NaOH wodorotlenek sodu

CaO + H2OCa(OH)2 wodorotlenek wapnia

MgO + H2OMg(OH)2 wodorotlenek magnezu

Fe2O3, HgO, FeO, CuO, Cr2O3----nie reagują z wodą

Pierwiastki grup pobocznych w układzie wykazują charakter metaliczny, większość ich tlenków sa tlenkami zasadowymi

Tlenkami zasadowymi nazywamy tlenki, które w wyniku reakcji z kwasami dają sól i wodę

K2O + HNO3 2KNO3 + H2O

CaO + H2SO4 CaSO4 + H2O

Fe2O3 + HCl2FeCl3 + H2O

HgO + 2HCl HgCl + H2O

CuO + HNO3Cu(NO3)2 + H2O

TLENKI NIEMETALI

W wyniku reakcji z wodą mogą dawać kwasy(często to robią stąd nazwa bezwodniki kwasowe)

Mn207, CrO3---nie reagują z wodą!!!

CO2 + H2O H2CO3 kwas węglowy(woda sodowa)

SO2 + H2O H2SO3 kwas siarkowy IV(awy)

SO3 + H2O H2SO4 kwas siarkowy VI(awy)

N2O5 + H2OHNO3 kwas azotowy V(awy)

N2O3 + H2OHNO2 kwas azotowyIII(awy)

Cl2O + H2O2HClO kwas chlorowy I (podchlorowy)

Cl2O3 + H2O2HclO2 kwas chlorowy III(awy)

Cl2O5 + H2O2HclO3 kwas chlorowy V (owy)

Cl2O7 + H2O2HclO4 kwas chlorowy VII (nadchlorowy)

Tlenki kwasowe to takie które w wyniku reakcji z wodorotlenkami dają sól i wodę

Mn2O7 + 2KOH 2KMnO4 + H2O manganian VII potasu

Nadmanganian potasu

CrO3 + NaOH Na2CrO4 + H2O chromian VI sodu

N2O5 + 2KOH KNO3 + H2O azotan V potasu

SO3 + Ca(OH)2 Ca2SO4 + H2O siarczan VI wapnia

Cl2O7 + 2KOH 2KclO4 + H2O chloran potasu

Tlenki amfoteryczne w reakcji z zasadą lub kwasem dają sól i wodę

ZnO, PbO, Al2O3--- nie rozpuszczają się w wodzie!!!

ZnO + HCl ZnCl2 + H2O chlorek cynku

ZnO + KOHK2ZnO2 + H2O cynkan potasu

PbO + H2SO4PbSO4 + H2O siarczan VI ołowiu

PbO + NaOH Na2PbO2 + H2O

Al2O3 + 6HCl2AlCl3 + 3H2O chloran glinu

Al2O3 + KOHK3AlO3 + H2O glinian potasu

CO, NO, nie reagują z wodą, kwasem, zasadą

WODOROTLENKI -to związki, które w wyniku reakcji z kwasami dają sól i wodę

KOH + HCLKCl + H2O chlorek potasu

Ca(OH)2 + HNO3Ca(NO3)2 + H2O azotan V wapnia

W wyniku dysocjacji elektrolitycznej rozpada się na kation myalu i aniony wodorotlenowe

Me(OH)nME +N+NoH--

Dysocjacja rozpad na jony

Molaryzacja łączenie się jonow w cząsteczki

N=1,2,3,...

Wodrotlenek powstaje z tlenku zaadowego mówimy o wodorotlenku zwyczajnym. Jeżeli pochodną tlenku amfoterycznego mówimy o wodorotlenku amfoterycznym

KOHK+ +OH--

NaOHNa++OH--

Mg(OH)2Mg2++2OH--

Ca(OH)2Ca2++OH--

Fe(OH)3Fe3++3OH--

NH4OH-NH+4+OH--

Cu(OH)2Cu2++2OH

Stopnie dysocjacii gdy N>1

Cu (OH)2Cu(OH)++OH

Cu(OH)Cu2++OH

Fe(OH)3Fe(OH)2++OH

Fe(OH)2+ Fe(OH)2++OH

Fe(OH)2+ Fe3++OH

KWASY związki które w procesie dysocjacji rozpadają się na katiomy wodorowe i aniony reszty kwasowej

HmAMh++A—M. M.=1, 2, 3, ...

W wyniku reakcji z wodorotlenkami dają sól i wodę

Kwasy beztlenowe:HCl.....kwas solny

H2S.....kwas siarkowodorowy

HCN.....kwas cjanowodorowy

HCNS... kwas rodankowy

Kwasy tlenowe:H2CO3... kwas węglowy 2H++CO2—3 sole węglany

H2SO4....kwas siarkowy 2H++SO2—4 siarczanyVI

H2SO3 ....kwas siarkawy 2H++SO2—3 siarczyny

HNO2...kwas azotowy III H++NO2 azotany V

HNO3...kwasazotowyV H++NO3 azotany III

P2O5+ H2O2HPO3...kwas metafosforowy

P2O5+ 2H2O H4P2O7...kwas pirofosforowy

P2O5+ 3H2O 2H3PO4...kwas ortofosforowy

HClO...chlorowy I H++ClO

HClO2...chlorowyII H++ClO2

HClO3...chlorowyIII H++ClO3

HClO4....chlorowyIV H++ClO4

DYSOCJACJA

  1. H3PO4H++ H2PO4 jon diwodoroortofosforanowy

  2. H2POH++ HPO2—4 jon wodoroortofosforanowy

  3. HPO4H++ PO4 jon ortofosforanowy

  1. H2CO3H++HCO3 jon wodorowęglowy

  2. HCO3H+CO2—3

  3. H2CO32H++CO2—3

HClH++Cl sole to chlorki

HBrH++Br bromki

HI H++I jodki

HF H++F fluorki

HSH++S siarczki

H2SH++HSwodorosiarczki

HCNH++CNcjanki

HCNSH++CNSrodanki

Wykład 2

Sole, to związki, które w procesie dysocjacji rozpadają się na kation(y) metalu i anion(y) reszty kwasowej.

Me+n A-m

+n = ∑ - m

Ca+2 PO4-3

Ca3(PO4)2

3*(+2) = 2*(-3)

6 = 6 = 0

MenAm = nMe+m + mA-n

Wodorosole, to związki powstające w wyniku niecałkowitego zastąpienia kationów wodoru (wodoru) w kwasie kationami metalu.

0x08 graphic
KOH + H2CO3 ↔ KHCO3 + H2O

0x08 graphic
0x08 graphic
O H + HOK O -K

0x08 graphic
0x08 graphic
O = C → H2O + O = C

O H OH

KHCO3 → K++HCO3 - - wodorowęglan potasu

HCO3 → H++CO3-

KHCO2 → K++H++CO2-3 obecność jonów wodorowych wskazuje na odczyn kwaśny

H3PO4

0x08 graphic
0x08 graphic
OH Na - O

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
NaOH +OH P = O → H - O P - O + H2O

OH H - O

NaOH+H3PO4 ↔ NaH2PO4+H2O - diwodoroortofosforan 5 sodu

0x08 graphic
0x08 graphic
OH Na - O

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
NaOH +OH 0x08 graphic
P = O Na - O P - O + H2O

NaOH + OH H - O

2NaOH+H3PO4 ↔ Na2HPO4+2H2O - wodoroortofosoran 5 sodu

0x08 graphic
0x08 graphic
NaOH +OH Na - O

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
NaOH +OH P = O → Na - O P - O + H2O

NaOH + OH Na - O

3NaOH+H3PO4 → Na3PO4+3H2O -ortofosforan 5 sodu

NaH2PO4 → Na++2H++PO43-

Na2HPO4 → 2Na++H++PO43-

Na3PO4 → 3Na++PO43-

H2SO4+KOH → KHSO4+H2O -wodorosiarczan 6 potasu

Hydroksosole -powstają przez niecałkowite zobojętnienie wodorotlenku kwasem, a wtedy nie wszystkie grupy OH z wodorotlenku zostają zastąpione anionami reszty kwasowej.

Cu(OH)2

0x08 graphic
0x08 graphic
OH Cl

0x08 graphic
0x08 graphic
Cu + HCl ↔ H2O + Cu

OH OH

Cu(OH)2+HCl ↔ Cu(OH)Cl+H2O -chlorek hydroksomiedzi 2

  1. Cu(OH)Cl → Cu(OH)++Cl-

  2. Cu(OH)+ → Cu2++OH-

Cu(OH)Cl → Cu2++OH-+Cl-

0x08 graphic
Miarą zasadowości jest obecność grupy OH.

0x08 graphic
0x08 graphic
OH + HNO3 NO3

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Fe ↔ Fe OH + H2O

OH

Fe(OH)3+HNO3 ↔ Fe(OH)2NO3+H2O -azotan dihydroksożelaza 3

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
OH + HNO3 NO3

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Fe OH + HNO3 ↔ Fe NO3 + 2H2O

OH

Fe(OH)3+2HNO3 ↔ Fe(OH)(NO3)2+2H2O -azotan hydroksożelaza 3

Fe(OH)3+3HNO3 ↔ Fe(NO3)3+3H2OFe(OH)2NO3 → Fe(OH)2++NO3-

  1. Fe(OH)2+ → Fe3++2OH-

0x08 graphic
Fe(OH)2NO3 → Fe3++2OH-+NO3-

  1. Fe(OH)(NO3)2 → Fe(OH)2++2NO3-

  2. Fe(OH)2+ → Fe++OH-

Fe(OH)(NO3)2 → Fe3++OH-+2NO3-

0x08 graphic
Fe(NO3)3 → Fe3++3NO3-

Moc wodorotlenku = mocy zasadzie - odczyn obojętny

Reakcje chemiczne

Sole mogą reagować z kwasami lub zasadami wtedy gdy:

  1. jeden z produktów reakcji jest słabym elektrolitem

  2. Produkt reakcji jest łatwo lotny lub trudno rozpuszczalny

  3. Produkt reakcji jest bardziej lotny od substratu, który bierze udział w reakcji

Miarą mocy elektrolitu jest zdolność do dysocjacji. Mocne to te, które rozpadają się całkowicie lub prawie całkowicie. Średni - rozpad dysocjowanych cząsteczek jest rzędu 30%. Słaby rozpad poniżej 30%.

Mocne kwasy: HCL, HNO3, H2SO4

Średnie kwasy: H3PO4

Słabe: HNO2, H2SO3, H2S, H2CO3

Mocne zasady: KOH, NaOH

Średnie zasady: Ca(OH)2

Słabe zasady: NH4OH, Cu(OH)2, Fe(OH)3, Al.(OH)3

CaCO3+2HCl → CaCl2+H2CO3

NH4NO3+KOH → NH4OH+KNO3

2NaCl+H2SO4 → 2HCl+Na2SO4

BaCl2+H2SO4 → BaSO4+2HCl

BaCl2+(NH4)2CO3 → ↓BaCO3+2NH4Cl

NH4Cl+NaOH → t ↑ NH3+NaCl+H2O

NH4Cl+NaOH ↔ NH4OH+NaCl

H2O ↔ H++OH-

2H2O ↔ H3O++OH- - jon hydronianowy

H2S+2KOH ↔ K2S+ 2H2O

Działanie kwasem na zasadę powoduje zobojętnienie.

Hydroliza - reakcje jonów soli z wodą, w wyniku, których przynajmniej jeden z produktów reakcji jest odtworzony w postaci dysocjowanego elektrolitu.

Mk - SŁz hydrolizuje

k - Mz hydrolizuje

k - SŁz hydrolizuje

Mk - Mz nie hydrolizuje

M- mocny

SŁ- słaby

NH4Cl → NH4++Cl-

NH4++Cl-+H2O ↔ NH4OH+H++Cl- odczyn kwaśny pH < 7

K2S → 2K++S2-

2K++S2-+2H2O ↔ 2K++2OH-+H2S odczyn zasadowy pH >7

(NH4)2S → 2NH4++S2-

2NH4++S2-+2H2O ↔ 2NH4OH+H2S odczyn lekko-kwaśny

NaCl → Na+ + Cl-

0x08 graphic
Na++Cl-+H2O → Na+ + OH- + H+ + Cl-

H2O

Mocny kwas i zasada nie ulegają hydrolizie!!!

WYKŁAD 3

BUDOWA ATOMU

Jądro, średnica 10-13cm ładunek + cała masa atomu skupiona jest w jądrze

Strefa pozajądrowa18-8cm ładunek - masa minimalna w stosunku do całego atomu. Strefa pozajądrowa zbudowana jest przez elektrony, masa 0,0054344u. 1U= jednostka masy atomowej 1/1212C, atom węgla składa się z 12 nukleonów

Liczba AVOGADRA Na = 6,02*1023 liczba wskazująca ile pojedynczych atomów, cząstek, jonów, elektronów, znajduje się w1 atomie

Mol - miara liczebności materii

U - masa cząsteczkowa, atomowa

Masa molowa wyrażona w gramach nazywana jest masą cząsteczkową

Jądro - składa się z protonów i neutronów, które posiadają wspólną nazwę NUKLEONY

P. - 1,007 u + swoją wartością równoważy ładunek elektronu

N - 1,009 u o

0x08 graphic
Pierwiastek jest to zbiór atomów jednakowego rodzaju tzn. posiadających tę sama liczbę protonów w jądrze

A - liczba masowa

Z - liczba atomowa, nie zmienia się

A -suma protonów i neutronów w jądrze atomu, zmienna nie określa atomu danego pierwiastka

IZOBARY -liczba neutronów ta sama przy różnej liczbie protonów

IZOTOPY - ta sama liczba atomowa, zmienia się jedynie liczba masowa

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Wodór deuter tryd

Jeśli atom pierwiastka jest w stanie podstawowym tzn. nie wszedł w reakcję z żadnym innym atomem pierwiastka, nie oddał, ani nie przyjął elektronu to suma protonów jest równa sumie elektronów znajdujących się w jego sferze pozajądrowej

W obrębie jądra działają dwie siły:

Im więcej elektronów w wokół jądra tym energia atomu wbudowanego kolejno maleje

Energię elektronów w sferze pozajądrowej charakteryzują liczby kwantowe. Są cztery i nazywamy je:

Nie ma atomu o 4 jednakowych liczbach kwantowych - REGUŁA PALIEGO

REGUŁA KUNDA - układ dąży do tego by ilość nie sparowanych elektronów była jak największa

PRZYKŁAD:

Lat8 Lat13

1s2, 2s2, 2p6 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1

Lat11

1s2, 2s2, 2p6, 3s1

W pierwiastkach 19 i 20 rozpoczyna się powłoka 4s2, natomiast w 21 i 22 zostaje dobudowywana powłoka 3d10

Przykład:

Lat19

1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1

lat21

1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d1

Natomiast gazy szlachetne mają stabilizację elektronową, mają oktet elektronowy: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Pierwiastki bloku S i P - pierwiastki grup głównych, oddają albo przyjmują elektrony w procesach zwanych reakcjami chemicznymi. Dążą do uzyskania takiej konfiguracji, jaką posiadają gazy szlachetne tzn. konfiguracji dubletowej

lub oktetowej. Elektrony, którymi dysponują one w tych procesach nazywamy walencyjnymi. Dla bloku S są to elektrony z powłoki s2 , natomiast dla bloku P. są to elektrony z powłoki P6. Pierwiastki bloku D ich elektrony walencyjne to elektrony z ostatniej powłoki S i przedostatniej D. Pierwiastki bloku S i P. dążą do

Uzyskania trwałej konfiguracji elektronowej, mogą oddawać lub przyjmować elektrony. Jeśli przyjmują uzyskują ładunek ujemny, natomiast, gdy oddają uzyskują ładunek dodatni.

Pierwiastki bloku D oddają elektrony, uzyskują ładunek +, są to typowe metale.

Zdolność do oddawania elektronów to elektrododatność, natomiast do przyjmowania elektronów to elektroujemność

Li

---

---

---

---

F

S2

+

+

+

+

^

s

+

|

2

+

|

p

Cs

+

+

+

At

6

--

--

--

--

Rozpisać elektrony w atomie pierwiastka o liczbie atomowej 33 określić nr grupy, okresu, blok, elektrony walencyjne i możliwe do realizacji stopnie utlenienia

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p3

IV - okres

V - grupa

blok P.

posiada elektrony walencyjne 4s2 4p3

stopnie utlenienia -3 +5

Określić liczbę elektronów oraz ich rozmieszczenie, stopnie utlenienia, elektrony walencyjne

Okres IV

Grupa IV

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p2

elektronów walencyjnych 4s2 4p2

+4 -4

WKŁAD 4

Wiązania chemiczne

P=16 P.=16

N=16 N=16

0x08 graphic
E=10 e=18

0x08 graphic

Wiązania jonowe - to rodzaj wiązania, które zachodzą pomiędzy atomami pierwiastków o dużej elektroujemności, dzięki temu elektron(y) od atomu pierwiastka elektrododatniego są przenoszone na powłokę pierwiastka elektroujemnego tworzą się dzięki temu 2 różnoimienne cząstki, które przyciągają się siłami elektrostatycznymi tworzą cząsteczkę związku chemicznego.

C

N

O

F

P

S

Cl

Mg

Ca

Rb

Cs

H

2,5

3

3,5

4

2,1

3,5

3

1,2

1

0,8

0,7

1,9

Xa-Xb>1,9

0x08 graphic

0x08 graphic
11Na Cl 19K

0x08 graphic
S

19K

wiązanie kowalencyjne (atomowe) tworzy się między tymi samymi pierwiastkami lub pomiędzy takimi samymi grupami pierwiastków

Xa-Xb=0

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
H H O O O O

O

Trwałość wiązań atomowych jest większa niż jonowych

Wiązanie atomowe spolaryzowane 1,9>Xa-Xb>0 atomy pierwiastka zmierzają tam gdzie elektroujemność jest większa. Tworzy się cząsteczka zwana dipolem.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
H Cl O S

H H H H

O—C—O nie jest dipolem układ liniowy nie wykazuje polarności

Wiązanie koordynacyjne prowadzi do spolaryzowanego

NH3+HNH4 H

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
H N H

H

Polega to na tym, że wspólna para elektronów pochodzi od jednego z partnerów. Kierunek strzałki oznacza kierunek przyłączania wolnej pary elektronowej. Amoniak będzie dawcą elektronów natomiast kation wodoru jest akceptorem.

Wiązania wodorowe

0x08 graphic
H O O H

H H

H H

N H N H

H H

H N H

H

Wykład 5

Reakcje drugiego stopnia - zmiana stopnia utlenienia.

Reakcje utlenienia i redukcji.

Stopień utlenienia - synonim wartościowości pierwiastka; jest to liczba wskazująca ile elektronów oddaje lub przyjmuje atom danego pierwiastka wchodzącego w związek chemiczny. Wskazuje na następujące cechy pierwiastka w związku chemicznym:

0x08 graphic

Reguły określając stopień utlenienia

X -3 - stopień utlenienia

Me 2+ - wartościowość

Stopień utlenienia - hipotetyczna wartość, ładunku jaka posiadałby atom danego pierwiastka gdyby elektrony wstępujące w stanie spolaryzowania były przekazane na trwałe, tak jak w wiązaniu jonowym.

Wiązanie między atomami tego samego pierwiastka w cząsteczce nie ma wpływu na stopień utlenienia (stopień utlenienia między nimi wynosi 0)

Stopień utlenienia pierwiastka w stanie wolnym wynosi zawsze 0, niezależnie od liczby wiązań jakie tworzą między sobą atomy.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
O2 O0 = O0 N N0 ≡ N0

Tlen w związkach zawsze -2 za wyjątkiem związków gdzie występuje wiązanie za pomocą atomów tlenu i związków z fluorem.

0x08 graphic
-2 H2O2 +1 F2O2+1

0x08 graphic
0x08 graphic

Wodór w związkach zawsze na +1 za wyjątkiem połączeń z pierwiastkami bardziej elektro-dodatnimi od niego - metale alkaliczne Na, K itp.

Metale alkaliczne zawsze na +1 , pierwiastki ziem alkalicznych +2

Fluor w związkach zawsze na -1

Chlor w związkach zawsze na -1 , z wyjątkiem związków z F i O

Suma stopni utlenienia w jonie jest równa ładunkowi jonu, w prostych jednoatomowych jonach stopień utlenienia jest równy jego ładunkowi.

Powstawanie wiązań koordynacyjnych nie ma wpływu na stopień utlenienia .

Suma stopni utlenienia w cząsteczkach związków chemicznych równa się 0


H2 S X O4

2(+1) + X + 4(-2) = 0

X= 8-2 = +6

Cr2X O72-

2X + 7(-2) = -2

2X= 12

X= +6

Na2 S4X O6

2(+1) + 4X + 6(-2) = 0

4X=10

X=2,5 - średni stopień utlenienia

Ca ( MnX O4)2

2 + [ X + 4(-2)]2=0

2 + 2X - 16 = 0

2X= 14

X=7


Silne utleniacze

O2 , O3 , F , Cl

Związki chemiczne

stężone kwasy:

rozcieńczony kwas azotowy

Reduktory - atomy lub grupa atomów, która oddaje elektrony podwyższając swój stopień utlenienia

Silne reduktory :

REDOX

    1. Wymiana elektronów następuje między różnymi atomami

2H20 - 2e- → 2 H 2+1 O -2

H2 + Cl → 2HCl

0x08 graphic
0x08 graphic
Fe + S → FeS

0x08 graphic
2H0 - 2e → 2H+1 2 utlenienie wodoru

0x08 graphic
0x08 graphic
2O0 + 4e → 2O-2 1 redukcja

Fe0 - 2e → Fe+2 1 utlenienie

S0 + 2e → S-2 1 redukcja

0x08 graphic

2. Wymiana elektronów zachodzą między atomami a jonami

0x08 graphic
Fe + Cu2+ + SO42- → Cu0 + Fe2+ + SO42-

Fe - 2e → Fe2+ utlenianie

Cu2+ + 2e → Cu0 redukcja

Wszystkie pierwiastki metaliczne można uszeregować według zmniejszającej się dążności do tworzenia jonów dodatnich - tzw. szereg napięciowy metali.
Im dalej od początku szeregu znajduje się metal tym trudniej przechodzi do roztworu i ma większą zdolność do pozostawania w stanie wolnym, a tym samym jego jony łatwiej ulegają redukcji.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

-3,01 K Ba Ca N Mg Al. Zn Fe Ni Sn P H Bi As Cu Ag Pt Au +1,42

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

Szereg ułożony jest na podstawie różnicy potencjałów normalnych poszczególnych metali.

I metale, które wypierają wodór z H2O i łatwo utleniają się na powietrzu

2K + 2H2O → 2KOH + H2

II wypierają wodór z kwasów, na powietrzu utleniają się powoli

III nie wypierają wodoru z kwasów, na powietrzu utleniają się po podgrzaniu

IV nie wypierają wodoru z kwasów, nie utleniają się na powietrzu

Każdy pierwiastek redukuje w roztworze jony pierwiastków znajdujących się na prawo od niego (wypiera z soli wszystkie inne pierwiastki znajdujące się na prawo od niego)Szereg napięciowy niemetali :

0x08 graphic
S + 2e → S2-

I + e → I-

Br + e → Br-

Cl + e → Cl-

F + e → F-

Jony ujemne tym silniej są związane z elektronami im dalej znajdują się od początku szeregu ; atomy pierwiastków znajdujących się na końcu szeregu mają najsilniejszą dążność do przyłączania elektronów czyli odbierania elektronów od jonów pierwiastków znajdujących się przed nimi w szeregu i same przechodzą w stan jonowy.

F2 + 2 NaBr → 2NaF + Br2

Br2 + NaCl reakcja nie zachodzi

Cl2 + 2 Br- → 2NaCl- + Br2

3. Wymiana elektronów zachodzi między jednakowymi atomami, cząsteczkami, jonami tego samego pierwiastka - samoutlenianie i samoredukcja

(reakcja dysproporcjonowania)

Część atomów tego samego pierwiastka utlenia się a reszta ulega redukcji

Cl20 + H2O → HCl+ 2HClO

Cl0 - e → Cl+1 utlenienie

Cl0 + e → Cl- redukcja

3HbrO → 2HBr + HBrO3

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Br+1 + 2e → Br -1 2 redukcja

Br+1 - 4e → Br +5 1 utlenienie

3K2MnO4 + 2H2SO4 → MnO2 + 2KmnO4 + 2K2SO4 + 2H2O

0x08 graphic
Mn+6 + 2e → Mn+4 1

Mn+6 - e → Mn+7 2

4. Wymiana elektronów zachodzi w obrębie tej samej cząsteczki i doprowadza do powstania nowych produktów.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
2KClO3 → 2KCl + 3O2

0x08 graphic
Cl+5 + 6e → Cl- 1 2

O-2 - 2e → O0 3 6

2Ag2O → 4Ag + O2

0x08 graphic
2Ag+1 + 2e → 2Ag0 2

2O-2 - 4e →2O0 1

3P + 5HNO3 +2 H2O → 3H3PO4 + 5NO

Większość reakcji redox odbywa się w środowisku wodnym - rolę utleniaczy i reduktorów pełnią jony lub też tworzące je atomy.

W równaniu reakcji zapisanej jonowo suma ładunków stronny lewej jest równa sumie ładunków jonów strony prawej reakcji.

.Jeżeli z wyliczenia wynika ładunek + to nośnikami + są jony wodorowe i wpisujemy w ilościach jaka wynika z obliczenia. Jeżeli z obliczenia wynika ładunek - to nośnikami - są grupy OH-

2 reduktory

1 utleniacz

5FeCl2 + 3MnO-4+ 24H+ 5 Fe3+ + 5Cl2 + 3Mn2+ + 12H2O

0x08 graphic

0x08 graphic
Fe2+-1e Fe3+ 3 5

2Cl-1e Cl-2

Mn+7 +5e Mn+2 5 3

X=24

Właściwości utleniające kwasów

Kwas siarkowy rozcieńczony nie wykazuje właściwości utleniających, jest słabym utleniaczem i może wchodzić w reakcję z silnymi reduktorami. Wszystkie metale na lewo od wodoru w szeregu napięciowym będą wchodziły w reakcję

Zn + H2SO4 H2 + ZnSO4

Zn0 - 2e Zn2+

2H+ + 2e2H+

Stężony kwas siarkowy jest kwasem utleniającym

2Ag +2H2SO4 Ag2SO4 +2H2O + SO4

Ag0 - 2e Ag+2

S+6 +2e S+4

Kwas azotowy rozcieńczony jest utleniaczem

Cu + 8HNO3 Cu(NO2)2 + NO + 4H2O

Cu0 - 2e Cu2+

N+5+3e N+2

Kwas azotowy stężony jest reduktorem

Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Cu0 - 2e Cu+2

N+5-e N+4

WYKŁAD 6

ROZTWORY

Stężenia procentowe, molowe, molalne, miano, ułamki molowe.

C% C Cm T X

Stężenie procentowe, czyli część ze stu. Procenty masowe to masa substancji * 100% przez masę roztworu.

ms - masa substancji

0x08 graphic
mr - masa roztworu

Stężenie molowe -jest to ilość moli substancji w określonej objętości roztworu.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

M - masa molowa

V - objętość roztworu

m - masa substancji

n -ilość moli

Stężenie molalne - jest to ilość moli substancji przypadająca na jeden kg rozpuszczalnika

0x08 graphic
mo - masa rozpuszczalnika

mo=mr-ms

Miano - ilość gramów substancji znajdujących się w 1cm3 roztworu.

0x08 graphic

Ułamki molowe - jest to stosunek ilości moli tej substancji przez sumę moli wszystkich substancji znajdujących się w roztworze

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

Na - ilość moli substancji Nb - ilość moli roztworu

Zadanie 1

Obliczyć stężenie procentowe roztworu uzyskanego przez zmieszanie 200g rozpuszczalnika z 50g soli.

Mr=ms + mo

0x08 graphic

Zadanie 2

Obliczyć stężenie procentowe roztworu 25% jeżeli do 300g tego roztworu dolano 100cm3 wody.

100cm3=100g

0x08 graphic
0x08 graphic

Zadanie 3

Z 500 g roztworu 20% odparowano 200cm3 wody. Obliczyć stężenie procentowe powstałego roztworu.

mr = 500

0x08 graphic
0x08 graphic
mr=300

Zadanie 4

Jle gramów czystego wodorotlenku sodu znajduje się w 500cm3 roztworu 30% o gęstości 1,2g/mol ?.

0x08 graphic

0x08 graphic

Zadanie 5

Jaka objętość stężonego HCl o stężeniu 32,3% i gęstości 1,8g/cm3 znajduje się 4g czystego HCl ?.

0x08 graphic

D=m/V m=d*V

Zadanie 6

Zmieszano dwa roztwory soli 200cm3 d=11g/cm3 C=15% i 300cm3 d=1,2g/cm3 C%=25%. Jakie będzie stężenie procentowe powstałego roztworu?

0x08 graphic
0x08 graphic
Vr1- 200 d1=1,1g/cm3 C%=15% Vr2- 300 d1=1,2g/cm3 C%=25%

mr1=1,1*200=220g mr2=1,2*300=360g

mr=580g

0x08 graphic
ms=123g

Zadanie 7

200g NaOH rozpuszczono w wodzie i otrzymano 4 dm3 roztworu. Obliczyć stężenie molowe tego roztworu.

0x08 graphic
M=40g/mol

Zadanie 8

Obliczyć stężenie molowe 20% roztworu kwasu siarkowego o gęstości 1,2g/cm3.

Ponieważ w treści nie ma objętości zakładamy, że wynosi 1dm3 = 1000cm3

0x08 graphic
0x08 graphic
mr=1200g

Zadanie 9

W 200g roztworu o gęstości 1,05g/dm3 znajduje się 10g KOH. Obliczyć C%, C, Cm, T, X.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
V=200/1050=0,1905 MKOH=56g/mol MH2O=18g/mol

0x08 graphic
0x08 graphic
NKOH=m/M=5/56=0,0893mola

0x08 graphic
NH2O=m/M=95/18=5,277mola

WYKŁAD 7

Kinetyka i statyka reakcji

Reakcje wytrącania przebiegają szybko!!!

Wytworzenie związku końcowego musi być poprzedzone rozerwaniem wiązań kowalencyjnych, pomiędzy cząsteczkami substratów. W związkach nieorganicznych reakcje przebiegają znacznie szybciej, ale są też i takie które przebiegają wolno (korozja).

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Szybkość reakcji V - to przyrost stężenia produktów lub ubytek stężenia substratów

Szybkość reakcji zależy od szybkości zderzeń pomiędzy cząsteczkami(elektrony mogą się przemieszczać)

Nie każde zderzenie jest efektywne. Zależy to od stanu energetycznego cząsteczek, a także od czasu trwania takiego zderzenia. Im większe stężenie tym więcej zderzeń

Energia aktywacji - bariera energetyczna którą muszą pokonać substancje aby doszło do reakcji

Czynniki od których zależy szybkość reakcji

Wpływ temperatury

Równanie Want'Hoffa

0x08 graphic

0x08 graphic
Dla r. homogenicznych 2 - 4

Dla r. heterogenoicznych 1,2 - 1,4

Im wyższa temperatura tym więcej aktywnych czasteczek , szzybkość reakcji rośnie

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
KRZYWA RÓŻNICZKOWA

T T

TEORIA STANÓW PRZEJŚCIOWYCH

AB + C ---------------------[ABC]* ------------------------------AC + B

Substraty kompleks przejściowy produkty

[abc]* - stopniowe osłabianie wiązań pierwotnych i tworzenie się nowych.

0x08 graphic

Subst. Prod.

0x08 graphic
Z udziałem katalizatorów

Katalizator obniża energię aktywacji co powoduje znaczny wzrost cząsteczek gotowych do reakcji wskutek czego reakcja przebiega szybciej. To dotyczy katalizy dodatniej.

Kataliza ujemna - wprowadzenie substancji powoduje spowolnienie reakcji

Procesy katalizy dzielimy na 2 grupy w zależności od tego czy katalizator z substratami znajduje się w takiej samej fazie, czy w różnych.

  1. Kataliza homogeniczna w układzie jednorodnym

  2. Kataliza heterogeniczna w układzie niejednorodnym

W katalizie jest kilka stanów przejściowych. Katalizator nie przesuwa położenia równowagi i wpływa tylko na szybkość ustalenia się tego stanu..................................

Katalizatory reagują z ściśle określonymi substratami. Znaczenie przemysłowe ma kataliza heterogeniczna.

0x08 graphic
Metanol CH3OH(ZnO)

CO2+H2

0x08 graphic

(Ni) Metan CH4

Wpływ katalizatora

Istotną role odgrywa powierzchnia katalizatora i jego struktura. Katalizatory nie zużywają się w procesach, ale mogą ulegać zatruciu. Są odporne na starzenie , z upływem czasu można się zmieniać struktura katalizatora

Autokataliza - tworzący się produkt jest katalizatorem.

Statyka reakcji chemicznych

Wszystkie reakcje są odwracalne A + B D + C są jednak procesy nie odwracalne

V1=K1[A]*[B]

V2=K2[C]*[D]

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
20x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

Ten stan równowagi trwa tak długo, póki warunki zewnętrzne nie ulegną zmianie.

Stan równowagi dynamicznej

V1=V2

K1[A]*[B]= K2[C]*[D] K = wsp. proporcjonalności

0x08 graphic
To jest prawo równowagi Guldberga i Waage 1867r.

Stosunek iloczynu stężeń produktów reakcji do iloczynu stężeń substratów w określonej temperaturze jest wielkością stałą i nosi nazwę Stałej równowagi.

Stała ciśnieniowa - reakcje w fazie gazowej

0x08 graphic
N2+3H2NH3

Wpływ czynników na stan równowagi ujmuje tzw. reguła Przekory.

Jeżeli na układ znajdujący się w stanie równowagi działa bodziec zew. To w układzie tym następują zmiany zmniejszające skutki uboczne tego bodźca.

Stężenie reagentów

temperatura

Ciśnienie reakcje w fazie gazowej

Przesunięcie równowagi w prawo wzrost stężenia produktów

Dodatek substratu, usuwanie produktu

Obniżenie temperatury w reakcji egzoenergetycznej

Podwyższenie temp. w reakcji endoenergetycznej

  • Wzrost ciśnienia dla Vsubst. >V produktu

  • Spadek ciśnienia dla Vsubst< produktu

  • Ciśnienie nie wpływa na równowagę procesu dla V subst. = V produktu

Przesunięcie równowagi w lewo wzrost stężenia substratów

Dodatek produktu usuwanie substratu

Podwyższenie temperatury w reakcji egzoenergetycznej Obniżenie temp. w reakcji endoenergetycznej

  • Spadek ciśnienia dla Vsubst. >V produktu

  • Wzrost ciśnienia dla Vsubst< produktu

  • Ciśnienie nie wpływa na równowagę procesu dla V subst. = V produktu

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA STAN RÓWNOWAGI

W którą stronę przesunie się równowaga reakcji N2+O22NO

Czynniki wpływające na stan równowagi

Stan równowagi

Zwiększenie się stężenia substratu[O2]

Przesunięcie w prawo

Zmniejszenie się stężenia substratu[N2]

Przesunięcie w lewo

Zmniejszenie się stężenia substratu[NO]

Przesunięcie w prawo

Podwyższenie temperatury

Przesunięcie w prawo

Zmniejszanie ciśnienia gdy objętość substratów równa jest objętości produktów

Zmiana ciśnienia nie wpływa na stan równowagi reakcji

Wpływ temperatury na stan równowagi

Egzo - synteza NH3 Endo -reakcja CO2+C2CO

0x08 graphic

Wzrost temperatury faworyzuje proces endotermiczny

Stosunki produktów

r. egzotermiczna r. endotermiczna z katalizatorem

0x08 graphic

ZADANIA

Zadanie 1

Stała równowagi k dla reakcji I2+H22HI wynosi 50. Jle moli wodoru należy użyć na jeden mol jodu aby 90% tego ostatniego przeprowadzić w HJ.

0x08 graphic

V=1dm3 90%=90/100=0,9mola jodu

0,9mola jodu 1,8mola

w stanie równowagi

[J2]=1-0,9=0,1mola jodu w stanie równowagi

[H2]=X

50=1,82/(X*01)=0,648 mola X=0,648 stan równowagi jodu

H2= 0,9+0,648=1,548 mola

Zadanie 2

Stała równowagi reakcji 2N2+O22N2O wynosi 1,21 Stężenie równowagowe azotu wynosi 0,72 mol/dm3[N2O]=O,84mol/dm3. Określić stężenie równowagowe i początkowe tlenu.

2mole N2O—1molO2

0,84 X

0x08 graphic
X= 0,42 mola musiało przereagować

[O2]=1,12 RÓWNOWAGOWE początkowe 1,21+0,42 = 1,54 mola

Zadanie 3

W temperaturze 850 k w fazie gazowej CO2+H2CO+H2O k=1. Jle procent CO2 ulega przemianie w CO jeżeli zmiesza się 2 mole CO2 z 2 molami H2.

0x08 graphic

PRZEREAGUJE X MOLA CO2

x=1 więc 50%

Zadanie 4

W temperaturze 986k dla reakcji CO2+H2CO+H2O k=1,6

Stężenie końcowe reagentów jeżeli do naczynia o objętości 20 dm3wprowadzono jednocześnie i pozostawiono po 1 molu wszystkiego.

Przereaguje x CO2

0x08 graphic
X=0,115 MOLA/20DM3

C=0,0058 MOLA/DM3

Wydajność reakcji w procentach

0x08 graphic
M.-produktywnośc w praktyce

m. - obliczona teoretycznie

Parametry reakcji jak ciśnienie i temperatura w zależności od rodzaju

Właściwy dobór parametru stanowi kompromis pomiędzy czasem trwania a

Iloczyn rozpuszczalności

Roztwór nasycony to taki w którym nie da się rozpuścić więcej ilości substancji.

Roztwór nienasycony to taki w którym można jeszcze rozpuścić trochę substancji.

Roztwór przesycony to taki, w którym znajduje się więcej substancji rozpuszczonej niż można było rozpuścić

WYKŁAD 8

WODA STRUKTURA WODY

Temperatura wrzenia 1000C, gęstość wody to 1g/cm3 w temperaturze 40C

Tworzenie się wody:

2H2+2O22H2O (2:1) mieszanina piorunująca

Przyczyną zanieczyszczeń wody są: ścieki, przemysł, białko, cukry, węglowodany.

Twardość wody

0x08 graphic
Wody słodkie poniżej 1% soli, pow 2/5% soli to wody słone

Wapienie CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 Twardość wody przemijająca węglanowa, łatwo ją usunąć

Magnezyty MgCO3 + CO2 +H2O Mg(HCO3)2

Inne Ca, Cl, MgSO4 powodują twardość trwałą

Suma obu twardości to twardość ogólna. Woda twarda powoduje złe pienienie się mydła.

Własności:

0x08 graphic
Stearynian sodu mydło rozpuszczalne w wodzie O

C17H35COONa C17H35—C +Na+

0x08 graphic
0x08 graphic
O-

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
Mydło obniża napięcie powierzchniowe wody

(C17H35COO)2Ca - nierozpuszczalne mydło wapniowe

0x08 graphic
0x08 graphic
Usuwanie twardości

  1. Gotowanie Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 +H2O Mg(HCO3)2 Mg(OH)2 +CO2

0x08 graphic

  1. Metoda wapienno-sodowa Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 2CaCO3 + 2H2O

0x08 graphic
0x08 graphic

2Ca(0H)2 + Mg(HCO3)2 Mg(OH)2 + 2CaCO3 + H2O

0x08 graphic
Na2CO3 + CaSO4 CaCO3 + Na2SO4

  1. Metoda fosforanowa - stosowana na domiękczanie wody

Ca2+ NaPO3 [CaP6O18]4- oraz [Ca2P6O18]2-

Działają jako środki wiążące?????????

  1. Wymieniacze jonowe

2zool- + Na+ + Ca2+ Ca2+ (2zool-)2 + 2Na+

2K + H + Ca2+ (K+)2Ca 2H+

2AgOH + SO2-4 (Ag)2SO4 + 2OH-

Kolumny roztworów HCl i NaOH ???????

Zastosowanie jonitów jako wymieniaczy, syntetyczne glinokrzemiany o budowie zeolitowej lub związki organiczne tzw wofatyty. Wymieniacze jonowe są specjalnymi typami cząsteczek posiadających ruchliwe zdolne do wymiany jony (kationy lub aniony). W wyniku przepuszczania wody przez kolumny z kationami i anionami otrzymuje się wodę całkowicie odmineralizowaną .

Podczas oczyszczania ścieków trzeba usunąć zanieczyszczenia, substancje białkowe gliniany i inne. Oprócz metod mechanicznych (filtracja) stosuje się metody chemiczne polegające na dodawaniu FeSO4. Jony żelaza wychwytują te zanieczyszczenia, a następnie utlenione opadają na dno w postaci osadu Fe(OH)3

0x08 graphic

Fe(HCO3)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 +8CO2

Stopień mini molowy [mini molowy = 0,5 mmol * dm-3]

10mmol - 20,04mg Ca2+ 1dm3

12,16 mg Ca2+?????????/

10niemiecki 10N 10mmol = 2,80N 10N = 0,357 mmol !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

15 -180N to średnio twarda woda

KOMPLEKSONOMETRIA

Wykorzystuje trwałe połączenia kompleksowych pomiędzy jonami metali i tzw ligandami które otaczają jony.

Kwas wersanowy to kwas etylendiaminotetraoctowy

0x08 graphic
CH2COONa

0x08 graphic
0x08 graphic
H2C N

EDTA CH2COOH Na2H2Y2Na+ + H2Y2-

0x08 graphic
CH2COOH

0x08 graphic
0x08 graphic
H2C N

CH2COONa

Trwałe w środowisku zasadowym zawsze w stosunku mol / mol !!!

Ca2+ + H2Y2- CaY2- + 2H+

Mg2+ + H2Y2- MgY2- + 2H+

Al3+ + H2Y2- AlY- + 2H+ około 50% pierwiastków wchodzi w reakcję z EDTA

Do reakcji trzeba użyć dodatkową substancję tzw metalowskażnik częsta o charakterze kwasowym, charakteryzuje się tym, że tworzą z wyznaczonymi jonami związki barwne. Najczęstszy wskaźnik to czerń eriochromowa T lub murekryt

Wobec czerni reagują jony wapnia i magnezu, natomiast wobec muretrytu tylko jony wapnia. Prowadząc dwa równoległe oznaczania z tym samym metalem można z różnicy można obliczyć masę metalu.

Oznaczanie magnezu

Mg2+ + H2Y2- MgY2- + 2H+ użyjemy czerni

Mg indykator - + H2Y2- MgY2- + Hindykator2- + H+

Różowy EDTA niebieski

Obliczenia

NEDTA=NMg2+ CEDTA*VEDTA=CAl2+ + VMg2+ CMg2+=(CEDTA*VEDTA)/Val2+

Musimy dysponować mianowanym roztworem EDTA o dokładnie określonym stężniu

Zadanie 1

Jle procent miedzi zawierała analizowana próbka miedzi po rozpuszczeniu 0,7585g i zamaskowaniu innych składników. Na zmiareczkowanie Cu zużyto 28,9cm3 0,00934 molowego roztworu EDTA.

Masa próbki 0,7585g

M =63,5 g/mol

NCu = NEDTA = CEDTA * VEDTA = 0,00934mo/dm3 * 0,0289dm3 = 2,7*10-4mola

mcu=n*M = 2,7*10-4mola * 63,5g/mol = 0,01714g

C%Cu=(mcu*100%)/mpr =(0,012114*100)/0,7585 = 2,26%

Zadanie 2

Wyrazić twardość wody w stopniach mini molowych i niemiecki jeżeli na zmiareczkowanie próbki 100cm3 wody zużyto 35cm3 EDTA w stężeniu 0,024 mol/dm3

0x08 graphic
Cw*Vw= CEDTA*VEDTA

10mmol - 0,5mmol/dm3 10mmol = 2,80N

x - 8,4mol/dm3 x=16,80mmol 16,80mol = x = 47,04N

Zadanie 3

Jaka objętość 0,002 molowego roztworu EDTA została zużyta na zmiareczkowanie próbki wody o objętości wody 500cm3, jeśli jej twardość wody wynosi 50N.

NEDTA = Njonów

0,5mmol/dm3 = 2,80N

x = 50N x = 0,8929mmol/dm3

0,8929*10-3mol/dm3=8,93*10-4mol/dm3

0x08 graphic

Zadanie 4

Oblicz ile gramów wersanianu sodowego należy rozpuścić w kolbie na 500cm3, aby 103 roztworu EDTA, reagowało z jonami wapnia i magnezu zawartymi w 20cm3 wody o twardości 120mmol.

CEDTA*VEDTA = Cjonów*Vwody

120mmol - x

10mmol - 0,5mmol/dm3 x= 6mmol/dm3 = 0,006mol/dm3

0x01 graphic
M=375,24g/mol

m = n * M = CEDTA*VEDTA*MEDTA = 0,012ml/dm3 * 0,5dm3 * 372,24g/mol = 2,2334g

Obliczenia w analizie chemicznej do czterech miejsc po przecinkju nie licząc zer!!!

ILOCZYN ROZPUSZCZALNOŚCI

0x08 graphic

AgCl Ag+ +Cl - Kir = [Ag][Cl]

Iloczyn stężeń jonów w roztworze nasyconym jest ilością stałą, zależną od temperatury. Ta postać dotyczy roztworów nie zawierających obcych jonów. W innych przypadkach zamiast stężeń uwzględnić tzw aktywność.

Kir = a?*a? a=f*c

c - stężenie molowe

f - współczynnik aktywności zależy od mocy jonowej lub siły jonowej, na którą wpływ mają wszystkie jony w roztworze. Najczęściej posługujemy się stężeniem jeżeli Kir jest mniejszy od 10-5

0x08 graphic
Dodatek obcych związków nie posiadających wspólnych jonów z osadem powoduje zwiększanie siły jonowej co pociąga za sobą zmniejszanie współczynnika aktywności a zatem powoduje wzrost C rozpuszczalności = efekt solny.

0x08 graphic
[AgCl] [Ag+] [Cl-] = Kir = x*x =x2 [PbJ2] [Pb2+] [2j-] = Kir = x * 2x2 = 4x3

[CoS] [Co2+] [S2-] = Kir = x*x = x2

Zadanie 1

Jakie jest PH Mg(OH)2 jeżeli Kir = 5,5 *10-12

Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH-

0x08 graphic

[OH-]=2X=2,22*10-4

PH = -Log [ H+] POH = -Log[OH-] POH=-Log2,22*10-4=3,65

PH = M-POH=14-3,65=10,35

Zadanie 2

W ilu dm3 wody można rozpuścić 0,2g Ć=CaCO3?

Kir = 4,7*10-9 M=100g/mol

CaCO3 Ca2+ +CO2-3

Kir = x*x=x2

0x08 graphic

W 1dm3 m=x*M = 6,8557*10-5*100=6,8557*10-3

0,0068557 ---- 1dm3

0,2g ----- x x=?

Jle gramów chromianu srebra można rozpuścić w 2dm3 jeżeli Kir = 2*10-7 . Masa molowa Mag=108

Cr - 52g/mol

Ag2CrO4 2Ag+ + CrO2-4

0x08 graphic
Kir =(2x)2*x=4x3

m=x*M=

2dm3 2m=

Zadanie 5

Czy wytrąci się osad CaSO4 gdy 100cm3 CaCl2 o stężeniu 0,1 mol/dm3 i 150cm3NaSO4 o takim samym stężeniu a Kir = 6,26*10-5

CaCl2 + NaSO4CaSO4 + 2NaCl

nCa2+ = nCaCl2 = C*V = 0,01mol/dm3*0,1dm3 = 0,001mol

nSO4 = nNa2SO4 = C*V = 0,01mol/dm3*0,15dm3 = 0,0015mol

po zieszaniu V=(100 + 150) = 250cm3=0,25dm3

CCa2+ = 0,001/0,25=4*10-3mol/dm3

CSO42- = 0,001/0,25 = 6 *10-mol/dm3

Kir = 4*10-3*6*10-3=2,4*10-5

2,4*10-5<6,16 *10-5

osad się nie wytrąci!!!

WYKŁAD 9

ELEKTROLITY, DYSOCJACJA

Związki chemiczne :

Elektrolity w stanie stopionym w roztworach wodnych przewodzą prąd elektryczny

Nieelektrolity w stanie stopionym nie przewodzą prądu elektrycznego

Stopione elektrolity rozpadają się na jony (dysocjacja) pod tempwraturą jest to dys termiczna, pod wpływem rozpuszczalnika elektrolityczna.

Dysocjacji ulegają związki o budowie jonowej, bądż te, których wiązania są spolaryzowane. Wszystkie związki o budowie jonowej w rozpuszczalnikach polarnych otaczają się cząsteczkami rozpuszczalnika (solwatacja) jeśli rozp jest woda (hydratacja).

NaCl Na+ +Cl-

Dysocjacja jest procesem odwracalnym (molaryzacja) w związkach słabych

HNO3 H++NO3- mocne I nieodwracalne

H2SO3H+ + HSO3-

HSO3-H+ + SO3-

LiOH Li+ + OH- mocne!!!

Stopień dysocjacji to stosunek liczby moli elektrolitu, które uległy rozpadu na jony do ogólnej liczby moli elektrolitu.

L = nz/no=Cz/Co

Słabe elektolity 0<L<5%

Średnie 5<L<30%

Mocne 30<L

Mocne kwasy słabe kwasy

HclO4 HNO3, HJ, HCl, H2SO4 H2S, HNO2, H2SO3, H2CO3

Mocne zasady słabe zaady

KOH, NaOH, LiOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2 Fe(OH)2, Fe(OH)3, Al(OH)3

Wpływ na stopień dysocjacji mają:

Stała dysocjacji

ABA++ B-

K - zależy od rodzajów elektrolitu i temperatury, a nie zależy od stężenia

0x08 graphic

K - tym większe im mocniejszy elektrolit

Zależność między stałą dysocjacji a stopniem dysocjacji

C - stała początkowa

L - stopień dysocjacji

[A+][B-]=C*L zdysocjowało [AB] = C - LC w stanie równowagi nie zdysocjowało

0x01 graphic
PRAWO ROZCIEŃCZEŃ OSTWALDA

jeśli L<5% K=L2C

ELEKTROLITY mocne - TEORIA DEBOYA

a=f*c

a - aktywność jonów

f - współczynnik aktywności jonów zależy od ładunku elektrycznego jonów i obecności jonów w roztworze

WODA

H2O H++OH-

H2O+H2O H3O+OH- K=1,8*10-16 W TEMPERATURZE 250C

0x08 graphic
Autoprotoliza wody

K[H2O]=10-4 [H+]=[OH-]=10-7mol/dm3 w czystej wody

PH =-logaH = PH=-log[H+]

Wskaźniki kwasowo - zasadowe

Zadanie

Obliczmy PH HCl jeżeli C=0,05mol/dm3

[H+]=C kwasu

HClH+ + Cl- [H+]=CK=5*10-2

PH=-log[H+]=-log5*10-2 =2-0,699=1,301

Zadanie

Obliczmy PH KOH jeżeli c = 0,02mol/dm3

KOHK+ + OH- [OH]=Czaady = 2*10-2mol/dm3

pOH = -log2*10-2 =2-log2 = 2-0,301 = 1,7

PH=14 -pOH=12,3

PH - roztworów słabych kwasów i zasad

a- kwas

b- zasada

0x01 graphic
jeśli L<5%

0x01 graphic

H2SO42H+ + SO42- Ca(OH)2Ca2+ + 2OH-

[H+]=2*Ca [OH-]=2Cb

Zadanie

Obliczyć PH 0,05molowego HNO2 wiedząc, że jest on zdysocjowany w 2%

[H+] = LC=0,02*0,05mol/dm3 = 0,001mol/dm3

PH = -log10-3 = 3

Zadanie2

Do 100cm3 roztworu HCl o PH =1,25 wlano 400cm3 wody. Obliczyć PH tak przygotowanego roztworu!

VKOŃCOWE = 500cm3=0,5dm3

Wyjściowe

NHCl=Ckw*Vkw=0,0562mol/dm3*0,1dm3=5,02*10-3mola

PH=1,25 [H+]=10-1,25=0,0562mol/dm3

0x01 graphic

PH=-log[H+]=1,95

TEORIA BRONSTEDA

Kwasy i zasady są w układach sprzężonych

Kwas = zasada + proton - sprzężone pary

KwasI +zasadaI kwasII + zasadaII

H2O + H2O H3O +OH-

HCl + H2O H3O + Cl-

K z k z

H2O + NH3 OH-+ NH4-

k z z k

HClO3- + H2O H2CO3 +OH-

HCO3- +HCl H2CO3 +Cl- rola rozpuszczalnika

HCO3-+ OH- CO32- + H2O

Kwasy cząsteczkowe

Kwas zasada

HCl + H2O Cl- + H3O+

H2SO4 + H2O HSO4- +H2O

H2SO4/HSO4- para sprzężona

Kwasy aninowe

Kwas zasada

H2PO4- +H2O HPO4-+ H2O

HSO4- + H2O SO42- + H2O

Kwasy kationowe

Kwasy zasada

NH4 +H2O NH3 + H2O

Zasady Cząsteczkowe

Zasada kwas

NH3 + H2O NH4+ + OH-

Zasady anionowe

Zasada kwas

CH3COO- + H2O CH3COOH

SPRĘŻONY KWAS SPRĘŻONA ZASADA

Mocny HClO4 ClO4- słaba

0x08 graphic
0x08 graphic
H2SO4 HSO4-

HCl Cl-

H3O H2O

HSO4- SO4-

HF F-

CH3COOH CH3COO-

H2S HS-

NH4- NH3

HCO3- CO32-

H2O OH-

HS- S2-

słaby OH- O2- mocna

Mieszaniny buforowe - to układy które w trakcie dodawania do nich mocnych kwasów lub zasad, lub rozcieńczania nie zmieniają swojego PH

CH3COONa NH4Cl K2HPO4 protono - dawca

CH3COOH NH3*H2O KN2PO4 protono - biorca

CH3COONa CH3COO- + Na+

CH3COOH CH3COO- + H+

0x08 graphic
0x01 graphic

MECHANIZM DZIAŁANIA Z TEORII ARENIUSA

Dla kwasu H+ + CH3COO- CH3COOH

Dla zasady OH- + CH3COOH CH3COO- + H2O

0x08 graphic
0x08 graphic

NH4Cl NH4+ + Cl-

NH4OH NH4+ +OH-

Zadanie

Do 300cm3 0,2 molowej zasady NH4OH dolano 200cm30,15HCl. Obliczyć PH jeżeli Kb =1,8 *10-5

NH4OH + NCl NH4Cl + H2O

Przed reakcją

Nz=CV = 0,20mol/dm3*0,3dm3= 0,06 mola

Nk= cv = 0,15 *0,2 = 0,03 mola

Po reakcji

Nz =0,03 mola

Ns = 0,03 mola bufor

[OH] =Kb*(CZ/CS)=Kb(nz/ns)=1,8 *10-5

POH = 4,74 PH=9,26


Strona 12 z 24

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

N

-3

+1

NH3

H

H

H

H - O -1

H - O -1

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Polarna do wody

Polarna do brudu

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

x2

Reakcje zachodzą przy podniesionej temperaturze

4

II

IV

III

I

utleniacz

reduktor

4



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
EDI wyk
Wyk ad 5 6(1)
zaaw wyk ad5a 11 12
Wyk 02 Pneumatyczne elementy
Automatyka (wyk 3i4) Przel zawory reg
Wyk ECiUL#1 2013
wyk II
Wyk 07 Osprz t Koparki
budownictwo stany skupenia wyk 3
6 wykˆad WiĄzania chemiczne[F]
Wyk ECiUL#9S 2013
Wyk ad II
zaaw wyk ad6

więcej podobnych podstron