CHEMIA*

Wykład 3. 25.10.2008

KNO₃ nie ulega hydrolizie

(NH₄)₂S + 2H₂O 2NH₄OH +H₂O odczyt obojętny

2NH₄+ + 2H₂O 2NH₄OH + H₂S lekko zasadowy lekko kwaśny

Na₂CO₃ + H₂O 2Na OH + H₂CO₃

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H₂O 2Na ⁺ + 2OH^- + H₂CO₃ sole mocnych zasad i słabych kwasów ulegają częściowej hydrolizie, odczyn może być zasadowy lub kwaśny

C₃^2- + 2H₂O 2OH^- + H₂CO₃ hydroliza anionowa odczyn zasadowy

FeCl₃ + 3 H₂O Fe(OH)₃ + 3HCl

Działanie kwasów i zasad na sole

Kwasy (zasady) mocne dobrze rozpuszczalne trudno lotne wypierają z soli kwasy (zasady) słabe trudno rozpuszczalne łatwiej lotne.

Trudno rozpuszczalne H₂SiO₃

CO₂, H₂CO₃ , CH₃COOH, H₂SO₄ , HNO₃ , HCl

Dobrze rozpuszczalne NaOH, KOH

Średnio dobrze Ca(OH)₂, Ba(OH)₂

lotneNH₄OH, NH₃+H₂O

H₂CO₃

Na₂CO₃ + 2HCl 2NaCl + H₂O + CO₂

Kwas mocny dobrze rozpuszczalny wyparł z soli kwas słaby nietrwały

FeCl₃ + NaOH Fe(OH)₃⁺ + 3NaCl

Mocna zasada dobrze rozpuszczalna wyparła słabą trudno rozpuszczalną.

FeCl₃ + NH₄OH Fe(OH)₃ + 3NH₄Cl

Zasada słaba dobrze rozpuszczalna wyparła słabą trudno rozpuszczalną.

Działanie metali na kwasy i zasady oraz na sole.

Rozpuszczanie metali

Metale można uszeregować ze względu na ich aktywność (potencjał).

Na początku szeregu znajdują się metale aktywne o ujemnym potencjale. Za wodorem znajdują się metale o potencjale dodatnim.

Metale stojące przed wodorem rozpuszczają się w kwasach wypierając wodór.

Metale stojące za wodorem rozpuszczają się tylko w silnych kwasach utleniających (H2SO4, HNO3) z wydzieleniem odpowiednich tlenków, metale półszlachetne (Cu , Ag, Hg ) metale szlachetne (Pt, Au) rozpuszczają się w wodzie królewskiej (mieszanina HNO3 i HCl 1/3).

Szereg elektromechaniczny metali.

K , Ba , Ca , Na , Mg , Al , Mn , Zn , Fe , Pb , H , Cu , Ag , Hg , Pt , Au

Wypierane przez H wypierany jest H

Metal stojący w szeregu jest wypierany przez stojące przed nim, wypiera stojące za nim.

CuSO₄ + Fe FeSO₄ + Cu

Reakcje te przebiegają ze zmianą stopnia utleniania (red.oks.)

Utlenienie

Redukcja

Utleniacz

Reduktor

redukcja

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

utlenienie

Cu²⁺ - 2ē Cu⁰

Fe⁰ + 2e Fe²⁺

FeCl2 + Ag - nie zajdzie reakcja

Metali na kwasy

Zn⁰ + H₂⁺SO₄ Zn²⁺SO₄ + H₂⁰

Zn⁰ - 2ē Zn²⁺

2H⁺ + 2e H2⁰

Wszystkie metale stojące przed wodorem (H) rozpuszczają się w kwasach.

Zn⁰ + H₂+SO₄ Zn²⁺SO₄ + H₂0

Zn⁰ - 2ē Zn²⁺

2H⁺ + 2e H₂⁰

Zn + 2NaOH Na₂ZnO₂ + H₂

Zn , Al , Cr , Pb amfotery - rozpuszczają się w kwasach i zasadach

Ag , Cu - rozpuszczają się w dwóch kwasach

_{0 0 +5 +2 2+ STOPIEŃ UTLENIENIA}

3Cu(Ag) + 8HNO₃ 2NO + 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O

Rozp. ^TLENEK

_{0 +5 +4}

Cu(Ag) + HNO₃ NO₂ + Cu(NO₃)₂ + H₂O

^{TLENEK AZOTU}

Bilans

Cu⁰ - 2ē Cu²⁺ 3 6e

N⁺⁵ + 3ē N²⁺ 2 6e

Roztwory

Roztworem nazywamy układ złożony z fazy zdyspergowanej i dyspersyjnej , czyli rozproszonej i rozpraszającej.

Roztwory możemy podzielić na homogeniczne czyli roztwory właściwe rzeczywiste i roztwory heterogeniczne czyli niejednorodne zawiesiny.

Ze względu na średnicę cząstek rozproszonych dzielimy roztwory na;

• Rzeczywiste - średnica cząsteczek mniejsza od 10^-9m

• Koloidy - średnica od 10^-9 do 10^-7m

• Zawiesiny - średnica większa od 10^-7 m

Rozpuszczalność zależy od temperatury dla ciał stałych i cieczy ( wzrost wraz z temperaturą).

Dla gazów odwrotnie maleje z temperaturą ( wzrost z wzrostem ciśnienia).

Rozpuszczalność jest to maksymalna liczba gramów substancji, która w danej temperaturze i danym ciśnieniem można rozpuścić w 100 gramach rozpuszczalnika otrzymując roztwór nasycony.

Roztwory:

• Nasycone,

• Nienasycone,

• Przesycone.

Roztwór nasycony zawiera maksymalną ilość substancji rozpuszczonej w określonej temperaturze i ciśnieniu.

Roztwór nienasycony to taki który w danych warunkach możemy rozpuścić jeszcze więcej soli.

Roztwór przesycony - stężenie większe niż w roztworze nasyconym.

Sposoby wyrażania stężeń.

Stężenie procentowe ( wagowe bądź objętościowe) ilość gramów w 100 cm roztworu.

m_s

Stężenie % cp = m_r * 100

m_s - masa substancji rozpuszczonej

m_r - masa roztworu

stężenie molowe liczba moli w 1dm³ roztworu

m_s * 1000

stężenie molowe c_m = M_s * V_r

ms = c_m * V * M_s

__m_s_

cm= V * M_s

m_s - masa substancji rozpuszczanej

M_s - masa molowa

V - objętość w dm³

Obliczyć procentową w związku chemicznym.

Obliczyć procent węgla w NaHCO₃

M _NaHCO3 = 23 + 1 + 12 + 3 * 16 = 84g

12

Cp = 84 * 100 = 14,28%

1) Obliczyć % zawartość azotu w moczniku

2) Obliczyć % zawartość węgla w CaCO₃

3) Obliczyć % azotu w saletrze anionowej

%Masa NH₄NO₃ = 80

2*14

cpN = 80 * 100 = 35%

2) %M CaCO3 = 41 + 12 + 3 * 16 = 101

12

Cp C= 101 * 100 = 12

3) CO(NH₂)₂

% M CO(NH₂)₂ = 12+16+2*14+4*1= 60%

2*14

cpN = 60 * 100 = 47 %

mieszanie roztworów:

w jakim stosunku należy zmieszać roztwór 70% z wodą aby otrzymać roztwór 30%

reguła krzyża - kwadrat mieszania

C₁ C - C₂

C

C₂ C₁ - C

C₁ - stężenie składnika o wyższym stężeniu

C₂ - stężenie składnika o niższym stężeniu

C - stężenie otrzymanej mieszaniny

• 
  
  30 - 0

30 30 3

0 70 - 30 40 = 4

Należy użyć 3 części 70% roztworu i 4 części wody.

W jakim stosunku należy zmieszać roztwór 80% z 10% aby otrzymać 20%.

• 
  
  20 - 10

20 10 1 z 80%

10 80 - 20 60 = 6 z 10%

Jakie będzie stężenie procentowe roztworu otrzymanego przez zmieszanie 400 g 60% z 300 gram z 20%?

• 
  
  x - 20

x x - 20 400

20 60 - x 60 - x = 300

4(60 - x) = 3(x - 20)

240 - 4x = 3x - 60

300= 7x

300

x = 7 = 42,85%

Oblicz stężenie procentowe i molowe roztworu Na₃PO₄ o gęstości D= 1,1 [g/cm³] który w 400 cm³ zawiera 60 g soli.

m_s 60g 600

Cp = m_r * 100 = 440 g * 100 = 44 = 13,63%

m = D* r = 400cm³ * 1,1g/cm³ = 440g

MNa₃PO₄= 3*23+31+4*16 = 164

m_{s___} __60___

Cm = V * M_s = 0,4 * 164 = 0,9146 [mol/dm³]

Ile gramów KNO3 znajduje się w 500 cm³ 3 molowego roztworu?

KNO₃ = 39 + 14+ 3*16 = 101

ms = 3 * 0,5 * 101 = 151,5 g

1. Jaką objętość zajmuje gaz powstały w reakcji 300 cm3 1molowego roztworu HNO3 z miedzią? Cu

0 5+ 4+ 2+

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

Cu0 - 2ē Cu2+

N5+ + ē N4+ / *2

1 mol - 1000 cm3

x - 300 cm3

x= 0,3 mole

4 mole - 2 * 22,4 dm3

0,3 mole - x

0,3 * 2 * 22,4

x= 4 = 3,36 dm3

2. Jaką objętość zajmuje gaz powstały w reakcji 300cm3 2 molowego roztworu H2SO4 z glinem. Al

2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2

0,6 mola x

1000 cm3 - 2 mole

300 cm3 - x

X= 0,6 mola

3 mole - 3 * 22,4 dm3

0,6 mola - x

0,6 * 3 * 22,4

x= 3 = 13,44 dm3

3. Jaką objętość zajmuje gaz powstały w reakcji 100cm3 2 molowego roztworu HCl z żelazem. Fe

2HCl + Fe FeCl2 + H2

x

1000 cm3 - 2 mole

100 cm3 - x

x = 0,2 mola

2 mole - 22,4 dm3

0,2 mola - x

0,2 * 22,4

x= 2 = 2,24 dm3

1

W3

---