Acidobazické děje – maturitní otázka z chemie

 

   Otázka: Acidobazické děje

   Předmět: Chemie

   Přidal(a): Žaneta

 

Teorie kyselin a zásad:

Arrhemiova teorie (1887)

Kyseliny jsou látky, které odštěpují ve vodném roztoku proton vodíku H+

HA ® H+ + A-

Zásady jsou látky, které ve vodném roztoku odštěpují OH-

BOH ® B+ +OH-

  • nevysvětluje otázky kyselosti a zásaditosti v nevodném prostředí
  • některé látky jsou zásady, i když neodštěpují OH- ionty (roztok Na2CO3 nebo K2S)

 

Brönstedova teorie (1923)

dnes užívaná

Kyseliny jsou látky, které jsou schopny odštěpovat proton (jsou donorem protonů)

Zásady jsou látky, které jsou schopny protony přijímat (jsou akceptory protonů)

  • Některé látky se mohou chovat jako kyseliny i zásady – jsou amfoterní. (HSO4, HCO3, H2O)

 

Kyseliny a zásady = protolyty

Protoyitické děje: látky si vyměňují proton H+

Acidobazické děje: přenos protonu

Konjugovaný pár: dvojce částic, která se liší o jeden proton. Tvoří jej kyselina a její konjugovaná zásada.

Kyselina Zásada
H2O OH
H3O+ H2O
HS S-2
NH4+ NH3

Elektrolytická disociace:

štěpení látek ve vodném roztoku na ionty

u sloučenin s iontovou a polární vazbou

disociační stupeň a:

a = počet disociovaných molekul
počet všech molekul v roztoku

elektrolyt obsahuje ionty – vede elektrický proud


Rozdělení elektrolytů:

Silné elektrolyty:

  • téměř úplně disociovány a = 1 (téměř)
  • Př.: HCl, H2SO4, NaOH, KOH, HClO3, NaCl… soli silných kyselin K, Na Ca…

 

Slabé elektrolyty:

  • < 0,1

–     Př.: H2CO3, H2SO3, H2S, HCN, NH4OH, (NH4)2CO3

Kyselost látek posuzujeme jako schopnost odštěpit proton

Sílu zásad posuzujeme jako schopnost přijmout proton

 

Disociační konstanta kyselin

  • slouží k tomu, aby nám upřesnila sálu kyselin
  • porovnáváme acidobazické vlastnosti roztoku
  • vycházíme z rovnovážné konstanty:

K= [ H3O+] x [Cl]

[HCl] x [ H2O]

  • voda je ve zředěném roztoku v nadbytku, její koncentrace se nemění, můžeme ji přiřadit k rovnovážné konstantě, vznikne konstanta disociační.

K[ H2O]= [ H3O+] x [Cl]

[HCl]

KK – konstanta kyselosti

Silné kyseliny:

KK > 10 –2 (H2SO4, HNO3, HClO4)

Slabé kyseliny

10 –2 < KK > 10-9 (CH3COOH, HCOOH, HNO2, H2CO3, H3PO4)

Velmi slabé kyseliny

KK < 10-9 (HClO, H3PO3, H3BO3)

Kyselost kyselin:

Hn = On vyrovnán počet kyslíků a vodíků Þ slabá kyselina

Hn = On+1 Þ silnější kyseliny

Hn = On+3 Þnejsilnější kyseliny

Hodnoty KK a KZ jsou malé čísla, proto se převádí pomocí dekadických logaritmů – log se základem 10 (pKK = – log KK)

Autoprotolýza vody:

  • čistá voda vede elektrický proud
  • je elektrolytem – obsahuje ionty

autoprotolýza vody

  • Kv = K(H2O x H2O)– iontový součin vody

Kv = [ H3O+] x [ OH]

  • V 1 l vody je přítomno (t= 25°C) 10-7 molu H3O+a OH
  • Hodnota Kv = 10-7 x 10-7 = 10-14 mol/dm3
  • Podle hodnot koncentrací H3O+ a OHrozlišujeme:

 

Roztoky kyselé

[ H3O+] > [ OH]

[ H3O+] < 10-7

Roztoky zásadité

[ H3O+] < [ OH]

[ H3O+] > 10-7

Roztoky neutrální

[ H3O+] = [ OH]

[ H3O+] = 10-7

pH:

1919 vynalezl Sörensen

pH = – log [ H3O+]

pOH = – log [ OH]

p – záporný dekadický logaritmus

Acidobazické indikátory:

  • určují kyselost, nebo zásaditost látek
  • fenolftalejn, methyl oranž, methyl červeň, lakmus, univerzální indikátorový papír

Výpočet pH:

Jaké je pH 0,001M HCl

pH = – log [ H3O+]

[ H3O+] = 0,001mol/dm3

Þ pH = 3

U vícesytných kyselin se koncentrace násobí sytností, stejně platí i u hydroxydů (z 1 mol H2SO4 vzniknou disociací 2 moly H3O+)

 

ROZTOKY …  .
  • homogenní směs (přesněji homogenní disperzní soustava) dvou nebo více chemicky čistých látek
  • : disperzní soustava = směs, která obsahuje jednu látku tvořící základ soustavy (tzv. disperzní prostředí) a další látky (tzv. dispergované podíly), které jsou v ní rozptýleny (dispergovány)

 

Disperzní soustava

Velikost dispergovaných částic
Vlastnosti
Homogenní(analytická; stejnorodá) menší než 109 m (nelze pozorovat optickým mikroskopem) ve všech svých částech stejné

 

  • složení: látka rozpuštěná (dispergovaný podíl)

rozpouštědlo (disperzní prostředí)  látka, která je v roztoku v nadbytku (nejčastěji voda, organická rozpouštědla)

 

  • dělení roztoků:

î podle skupenství

  1. pevné (např. slitiny kovů, sklo, …)
  2. kapalné (např. sůl ve vodě, minerální voda, slivovice, …)
  3. plynné (např. vzduch, …)

 

î podle povahy rozpuštěné látky

  1. roztoky neelektrolytů
  • vznikají rozpouštěním látky s málo polárními nebo nepolárními molekulami – tyto molekuly se rozptýlí mezi částice rozpouštědla a dál se s nimi nic neděje
  • např. rozpouštění sacharosy ve vodě

 

  1. roztoky elektrolytů
  • vznikají rozpouštěním látky s iontovou strukturou v polárních rozpouštědlech (voda) – jednotlivé ionty jsou z látky postupně uvolňovány a obalovány částicemi vody (hydratace) î vznik hydratovaných iontů
  • jsou volně pohyblivé î roztoky elektrolytů vedou elektrický proud

 

  1. roztoky potenciálních elektrolytů
  • vznikají tak, že rozpouštěná látka reaguje s některými molekulami rozpouštědla î mezi zbytek rozpouštědla se rozptýlí až produkty této reakce
  • např. „rozpouštění“ plynného chlorovodíku ve vodě

 

  • složení roztoků:
  1. neomezeně mísitelné látky
  • vytvářejí homogenní směs bez ohledu na to, v jakém poměru je mísíme
  • např. ethanol + voda

 

  1. omezeně mísitelné látky
  • vytvářejí homogenní směs jen v určitém poměru
  • např. voda + sůl

 

  • nenasycený roztok
  • takový roztok, v němž se za daných podmínek látka rozpouštěná v příslušném rozpouštědle stále rozpouští

 

  • nasycený roztok
  • takový roztok, v němž se za daných podmínek látka rozpouštěná v daném rozpouštědle přestane rozpouštět

 

  • přesycený roztok
  • takový roztok, v němž se za daných podmínek látka rozpouštěná v daném rozpouštědle dále nerozpouští î nachází se v něm nerozpuštěná

 

  1. nemísitelné látky
  • vzájemně nerozpustné látky î netvoří homogenní disperzní soustavu
  • např. olej + voda

 

KONCENTRACE ROZTOKŮ

HMOTNOSTNÍ ZLOMEK  (hmotnostní podíl) … w

  • udává podíl rozpuštěné látky ve 100 groztoku
  • je roven podílu hmotnosti rozpuštěné látky (X) v roztoku a celkové hmotnosti roztoku

 

wX … hmotnostní zlomek látky X

mr … hmotnost rozpouštědla

mX … hmotnost látky X

mR … celková hmotnost roztoku

 

  • nabývá hodnot od (0; 1)
  • běžně se vyjadřuje hmotnostním procentem î vynásobíme hmotnostní zlomek 100 %
  • součet hmotnostních zlomků všech látek obsažených ve směsi (tzn. rozpuštěné látky + rozpouštědlo) = 1
  • pro určitou složku molekuly AxBy platí:

 

  • nezávisí na teplotě

 

OBJEMOVÝ ZLOMEK  (objemový podíl) … φ

  • je roven podílu objemu rozpuštěné látky (X) v roztoku a celkovému objemu roztoku

 

!!! VR ≠ VX + Vr

Příčina: při smíchání dvou (více) látek dojde následkem pronikaní jednoho typu molekul mezi druhého k objemové kontrakci

 

φ

 

X … objemový zlomek látky X

Vr … objem rozpouštědla

VX … objem látky X

VR … celkový objem roztoku

 

  • nabývá hodnot od (0; 1)
  • běžně se vyjadřuje objemovým procentem î vynásobíme objemový zlomek 100 %
  • závisí na teplotě

 

MOLÁRNÍ KONCENTRACE  … c

  • je rovna podílu látkového množství látky obsažené v roztoku a celkového objemu roztoku î je rovna počtu molů určité látky rozpuštěné v 1 dm3 roztoku

 

CX … molární koncentrace látky X

nX … látkové množství látky X

VX … objem látky X

mX … hmotnost látky X

MX … molární objem látky X

  • jednotka: mol . dm–3
  • závisí na teplotě

 

Změny ve složení ROZTOKŮ

SMĚŠOVACÍ ROVNICE

  • vychází ze zákona zachování hmotnosti látky & ze zachování celkové hmotnosti roztoků

 

m1 + m2 = m3                                                                  mR1 + mR2 = mR3

 

m1 = w1.mR1

m2 = w2.mR2         w1.mR1 + w2.mR2 = w3.mR3

m3 = w3.mR3         w1.mR1 + w2.mR2 = w3.(mR1 + mR2)

 

  • vychází ze zákona zachování hmotnosti látky & ze zachování celkové hmotnosti roztoků
  • platí i pro látková množství: n1 + n2 = n3 î V1.C1 + V2.C2 = V3.C3

 

KŘÍŽOVÉ PRAVIDLO

  • jiný zápis směšovací rovnice

 

w1 > w2

 

c1 > c2

 

!!! POZNÁMKA !!!

 

  • Ředění Õ do roztoku přiléváme čisté rozpouštědlo, jehož w2 = 0

î směšovací rovnice se zjednoduší na tvar:  w1.mR1 = w3.(mR1 + mR2)

 

  • Koncentrace Õ do roztoku přiléváme čisté látku, jejíž w2 = 1

î směšovací rovnice se zjednoduší na tvar:  w1.mR1 + mR2 = w3.(mR1 + mR2)

  • mR2 v tomto případě odpovídá čisté hmotnosti přidávané látky … m1






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: