05_Kiselo_bazne_reakcije.pdf
-
Upload
danijela-horvat -
Category
Documents
-
view
26 -
download
1
Transcript of 05_Kiselo_bazne_reakcije.pdf
Postoje dvije osnovne vrste otopina:j j p
Elektroliti provode električnu struju ionski spojevi u polarnim otapalima disociraju u otopini dajući ione mogu biti jaki (100 % disocirani) ili slabi
(manje od 100 % disocirani)
l k l Neelektroliti ne provode eklektičnu struju
di i i i i li i di i i disperzirani su u otopini ali nisu disocirani
Postoje tri tipa elektrolita:
Kiseline – spojevi koji povećavaju koncentraciju vodikovih iona u otopini (Arrhenius)vodikovih iona u otopini (Arrhenius)HCl H+ + Cl-
Baze – spojevi koji povećavaju koncentraciju hidroksidnih iona u otopini (Arrhenius)NaOH Na+ + OH-NaOH Na+ + OH-
Soli – ioni ostali nakon što reagiraju kiselina i baza (dakle nakon neutralizacije)H+ + Cl- + Na+ + OH- Na+ + Cl- + H2O
J. N. Bronsted i J.M. Lowry 1929. proširuju Arrheniusovu definiciju:j
Kiselina – proton donorBaza – proton akceptor
Kisenina1 Baza1 + Proton+Baza2 + Proton Kiselina2
Ki li + B B + Ki li
+
Kiselina1 + Baza2 Baza1 + Kiselina2
K KKISELINA BAZA H K pK K5
3 34
K
CH COOH CH COO H 1,74 10 4,76HCOOH HCOO H 1,80 10 3,75
KISELINA BAZA H K pK
33 4 2 4
2 72 4 4
HCOOH HCOO H 1,80 10 3,75H AsO H AsO H 6,00 10 2, 22H AsO HAsO H 1,05 10 6,98
2 4 4
2 3 124 4
10
H AsO HAsO H 1,05 10 6,98HAsO AsO H 2,95 10 11,50
HCN CN H 4,9 10 9,3
2
HCN CN H 4,9 10 9,3HNO N
4
24
O H 5,1 10 3,3HF F H 6,8 10 3,17
72 3 3
2 113 3
6,8 0 3, 7H CO HCO H 4, 4 10 6,35HCO CO H 4,8 10 10,35
3 3
72
2 13
, ,H S HS H 1,0 10 6,99HS S H 1,3 10 12,89
, ,
Jaki elektroliti imaju konstantu koja teži beskonačnosti!!!Jaki elektroliti imaju konstantu koja teži beskonačnosti!!!
HCl H Cl HCl H Cl
N OH N OH N OH N OH
c c c
NaOH Na OH NaOH Na OHc c c
Jačina se bazira na sposobnosti da kiselina disocira (potpunija disocijacija – jača kiselina ilidisocira (potpunija disocijacija – jača kiselina ili baza).
OVISI O OTAPALU. OVISI O OTAPALU.
Voda medij:jHCl + H2O H3O+ + Cl-H2PO4
2- + H2O H3O+ + HPO42-
kise
lina
ača
baza
2 4 2 3 4NH4
+ + H2O H3O+ + NH3
O t ki li ( dij)
Jača
k Ja
Octena kiselina (medij):CH3COOH + HClO4 CH3COOH2
+ + ClO4-
CH COOH + HCl CH COOH + + ClCH3COOH + HCl CH3COOH2+ + Cl-
Tvari koje mogu dati i/ili primiti proton, tj. ponašati se i kao kiseline i kao baze (ovisno o karakteru otapala ili reakcijskih partnera) nazivaju se AMFOLITIMA ili AMFOTERNIM TVARIMA.
Mnoga otapala se ponašaju kao kiseline ili baze:
H2O + NH3 OH- + NH4+
HNO2 + H2O NO2- + H3O+
Kiselina Baza Baza Kiselina
Kiselina Baza Baza Kiselina
H2PO4- + H3O+ H3PO4 +H2O
Baza BazaKiselina KiselinaA fi tič
H2PO4- + H2O HPO4
2- + H3O+
Kiselina Baza Baza Kiselina
Amfiprotična
vrsta
Amfiprotična otapala podliježu samoionizaciji, ili AUTOPROTOLIZI či t j i kih tAUTOPROTOLIZI čime nastaje par ionskih vrsta.
Baza1 + Kiselina2 Kiselina1 + Baza2
H2O + H2O H3O+ + OH-
CH3OH + CH3OH CH3OH2+ + HCOO-
NH3 + NH3 NH4+ + NH2
-
Jedinka H3O+ sadrži proton kovalentno vezan na molekulu vode preko jednog slobodnog elektronskog para elektrona kisika. H+ pojednostavljuje izjednačavanje jednadžbi.
Vrsta ravnoteže Ime i simbol Tipičan primjer Konstanta ravnoteže
Disocijacija vodeIonski produkt
vode, 2H2OH3O++OH- K =[H3O+][OH-]Disocijacija vode vode,Kw
2H2OH3O +OH Kw [H3O ][OH ]
H O Ac
Disocijacija slabih kiselina ili baza
Konstanta disocijacije, KA ili
KB
HAc+H2OH3O++Ac-
Ac-+H2O OH-+HAc
3A
B
H O AcHAc
OH HAc
K
K
KB Ac H2O OH HAc
Nastajanje
B Ac
2Ni(CN) Nastajanje kompleksnog
spoja
Konstanta nastajanja KST
24
ST 42
Ni(CN)
Ni CNK
2 24Ni 4CN Ni(CN)
11
Vrsta ravnoteže Ime i simbol Tipičan primjer Konstanta ravnoteže
Oksidacijsko redukcijska
Konstanta redoks reakcije MnO4
-+5Fe2++8H+
2 3
52 3
RO 5 82
Mn FeK
redukcijska
ravnotežaredoks reakcije,
KROMn2++5Fe3++4H2O
24MnO Fe H
Ravnoteža raspodjele između otapala koja se ne
ij š j
Konstanta raspodjele,
KD
I2(MEDIJ 1) I2(MEDIJ 2)
2 MEDIJ 1D
2 MEDIJ 2
II
K
miješaju KD MEDIJ 2
12
2KISELINA BAZA
OHH O H
3KISELINA
2BAZAH O H OH
2 3KISELINA
2BAZA 1 BAZA 1 KISELINA 2 2H OH O OOH H
2KISELINA BAZA
OHH O H
3KISELINA
2BAZAH O H OH
2 3KISELINA
2BAZA 1 BAZA 1 KISELINA 2 2H OH O OOH H
3H O OHK
2
2H OK
2KISELINA BAZA
OHH O H
3KISELINA
2BAZAH O H OH
2 3KISELINA
2BAZA 1 BAZA 1 KISELINA 2 2H OH O OOH H
3H O OHK
2
2H OK
32 3H O 55,3 mol/dm H O ili OH
2H O konstantno!!!
2KISELINA BAZA
OHH O H
3KISELINA
2BAZAH O H OH
2 3KISELINA
2BAZA 1 BAZA 1 KISELINA 2 2H OH O OOH H
3H O OHK
2
2H OK
2 14 222 3 WH O H O OH 10 MKK
2KISELINA BAZA
OHH O H
3KISELINA
2BAZAH O H OH
2 3KISELINA
2BAZA 1 BAZA 1 KISELINA 2 2H OH O OOH H
3H O OHK
2
2H OK
2 14 222 3 WH O H O OH 10 MKK pri 25 C
T/ K Kw/ w
273 0,11 x 10-14
291 0 58 x 10-14291 0,58 x 10298 1,01 x 10-14
325 5 50 x 10 14325 5,50 x 10-14
348 19,0 x 10-14
383 48,0 x 10-14
KONJUGIRANAKISELINA 2 3H O H OHA A KONJUGIRANA
BAZAKISELINA
3H O AK
K HA
K
2A H O OHHA
KIS2KONJUGIRANABAZA
AELINA H O OHHA
HA OH
B
HA OH
AK
3H O A HA OH 14 3
K BK K
HA
A
143 WH O OH 10K
WK B logK K K
K B Wp p pK KK
2K B W Kp H p p p
1 92 H 12 08HA
HSOASO
K K K K
4
2 42
4
3 43
1,92 H 12,081,96 H 12,04
HSOH PO
SOH PO
22
32 6
3
5
3
2, 22 H 11,784
Fe H OCH COOH,74 H 9, 25
Fe OH H OCH COO
2 3
2
3H C6,52 H 7,486,92 H 7,08
OH
HCOHSS
2 424
4
7,12 H 6,889, 25 H
HPOH PONH
3 4,75NH 4
324
32334
HCOH
10,40 H 3,6012,32 H 1,68
COPOPO
4 4
2
, ,1 H3,00 H 1,00S S
JAKE KISELINE:
HCl H Cl
H HClc c
H HCl
pH log HCl
c c
c
KISELINEpH log c
SREDNJE JAKE KISELINE:
HA H A1) NA POČETKU 0 0c
HA
HA
1) NA POČETKU 0 02) RAVNOTEŽA
cc x x x
H AK
K
HA
HA
H A ; HA
K
x c x
HA
22
K K K HA
;
0xK x K x K cc x
HAc x
H se dobije kao riješenje kvadratne jednadžbe!
SLABE KISELINE:
HA
HA H A1) NA POČETKU 0 0c
HA HA2) RAVNOTEŽA c x c x x
K
H AHA
K HA HA
HA
H A ; HAx c x c 2
K K HA K HA
H 1 1H pH p l g2
o2
K K c K cc
HA
1 1
22c
K KISELI EN1 1pH p log2 2K c
JAKE LUŽINE:
N OH N OH
NaOH Na OH
OH NaOHc c
pOH log OH log NaOH
p pH pOH pH p pOH 14 log Na HOK c
c c
K
W Wp pH pOH pH p pOH 14
H 14
log Na H
l
OK cK
ZBA EpH 14 log c
SREDNJE JAKE LUŽINE:
BOH
BOH B OH1) NA POČETKU 0 0c
BOH
BOH
1) NA POČETKU 0 02) RAVNOTEŽA
cc x x x
B
B OHO
K
B
BOH
BOH
B OH ; BOHx c x 2
2B B B BOH
BOH
0xK x K x K cc x
BOH
OH se dobije kao riješenje k adratne jednadžbe!
c x
OH se dobije kao riješenje kvadratne jednadžbe!
SLABE LUŽINE:
BOH
BOH B OH1) NA POČETKU 0 0c
BOH
BOH BOH
1) NA POČETKU 0 02) RAVNOTEŽA
cc x c x x
B
B OHK
B
BOH
BOH
B OH ; BOHx c
SLABE LUŽINE:
2
WK W
2
WB W K
HOH 1HKK K Kc K c c
BOH K BOH BOH
121log H log
c K c c
K K
W KBOH
log H log
1 1 1H 14 l 7 l
K Kc
KK
K BOH K BOHpH 14 p log 7 p log2 2 2
c KK c
K BAZE1 1pH 7 p log2 2K c
POLIPROTONSKE KISELINE:
Poliprotonske kiseline otpuštaju više protona, pa suokarakterizirane s više ionizacijskih ravnoteža i višek t ti ki li !!!
H2S
konstanti kiselina!!!
H2SO3
H2SO4
H2CO3
H3PO4
+ + 22 3 3 3 3H CO H +HCO HCO H +CO
1 2
+ + 23 36,4 10,3
K K2 3 3
H HCO H CO= =10 = =10
H CO HCO
6 4 10 3
K K
K K
1 2K Kp 6, 4 p 10, 3K K
[H2CO3]=[HCO3-] [HCO3
-]=[CO32-]
HCOHCO33-- COCO33
22--HH22COCO33
pH6,4 10,3 pH6,4 10,3
+ + 2 2 + 33 4 2 4 2 4 4 4 4H PO H +H PO H PO H +HPO HPO H +PO
1 2 3
+ + 2 + 32 4 4 42,1 7,2 12,0
K K K 23 4 2 4 4
H H PO H HPO H PO= =10 = =10 = =10
H PO H PO HPO
2 1 7 2 12 0
K K K
K K K
1 2 3K K Kp 2,1 p 7, 2 p 12, 0K K K
[H3PO4]= [H2PO4-] [HPO4
2-]= [PO43-]
HH33POPO HH22POPO -- HPOHPO 22-- POPO 33--
[H2PO4-]= [HPO4
2-]
pHHH33POPO44 HH22POPO44 HPOHPO44 POPO44
2,1 7,2 12,0
+ + 22H S H +HS HS H +S
1 2
+ + 27 13
K K2
H HS H S= =10 = =1,2 10
H S HS
7 13
K K
K K
1 2K Kp 7 p 13K K
[H2S]=[HS-] [HS-]=[S2-]
HSHS-- SS22--HH22SSpH7 13
+ + 22H S H +HS HS H +S
1 2
+ + 27 13
K K2
H HS H S= =10 = =1,2 10
H S HS
7 13
K K
K K
1 2K Kp 7 p 13K K
+ 2H S H +S 22+ + 2 + 2
H S H +S
H HS H S H SK K K
1 22 2
K K KUMH S H SHSK K K
1 2
2+ 27 13 2
KUM 2 K0
2K
H S10 1, 2 10 1, 2 10
H SH SK K K
2
3
H S
Topljivost H S kod 25 °C iznosi 0 1 mol/dm !!!2
2
Topljivost H S kod 25 °C iznosi 0,1 mol/dm !!!
2+ 2 20 20 2 21 32H S 1, 2 10 H S 1, 2 10 M 0,1M 1, 2 10 M
2pH pS 20,9 22 1
HIDROLIZA SOLI-HIDRATACIJA IONA:
1 Hid li k i k i d l i ki l1. Hidroliza kationa - kation proton donor - sol reagira kiselopH = ½ pKK – ½ log c(soli) NH4Cl
2. Hidroliza aniona - anion proton akceptor - sol reagira lužnatoH 7 + ½ K + ½ l ( li) N ApH =7 + ½ pKK + ½ log c(soli) NaAc
3 Hidroliza kationa i aniona sol reagira neutralno (ponaša se kao3. Hidroliza kationa i aniona - sol reagira neutralno (ponaša se kao amfolit)
pH = ½ (pKK 1+pKK 2) NH4AcpH ½ (pKK 1+pKK 2) NH4Ac
4. Ne hidolizira ni kation ni anion – sol reagira neutralno4. Ne hidolizira ni kation ni anion sol reagira neutralnoNaCl
1. HIDROLIZA KATIONA:
4 4 2 4 2NH Cl u vodi: NH Cl H O NH Cl H O
4 2 4NH H O NH OH H1) POČ 0 0c
4
4 4
NH
NH NH
1) POČ. 0 0
2) RAV.
c
c x c x x
4H NH OH
4K
4NHK
4 4
4 4 NH NHH NH OH ; NHx c x c
1. HIDROLIZA KATIONA:
4K
H NH OH
NHK
4
2
NH
4 4
4
2
K K KNH NN
HH
H 1 1H pH p log2 2
K K Kc cc
4NH
1 1LIK SO
1 1pH p log2 2
cK
2. HIDROLIZA ANIONA:
3 2 2CH COONa u vodi: NaAc H O Na Ac H O
2
Ac
Ac H O HAc OH1) POČ. 0 0c
Ac
Ac Ac
)2) RAV. c x c x x
B
HAc OHK
B
Ac Ac
Ac
HAc OH ; Acx c x c
Ac Ac
2. HIDROLIZA ANIONA:
2
WK W
2
WB W K
HOH 1H
K
KK K Kc K c c
KAc Ac Ac
121
c K c c
W K
Ac
1log H log
1 1 1
K Kc
K KA Ac c
1 1 1pH 14 p log 7 p log2 2 2
K c K c
K S LIO1 1pH 7 p log2 2
cK 2 2
3. HIDROLIZA KATIONA I ANIONA:
3 4 4 2 4 2CH COONH u vodi: NH Ac H O NH Ac H O
4 2 4NH Ac H O NH OH HAc
NH OH HA 4H
4
NH OH HAcNH Ac
K
4
NH
W
OH4 HAcH
HAcA
NH OHNH Oc H
O
H
H H KKK
K
(1)4NH OH4 HAcANH Oc H H
3. HIDROLIZA KATIONA I ANIONA:
44 NH AcNH Ac
HA NH OH
c
4
4
NH Ac
HAc NH OH
H c
2
4NH Ac
24
H 2
NH OH HAc HAcNH A
K
HAc
2
K
2
2
HK
(2)4
H 2NH Ac4NH Ac c 4
2NH Acc 2
HAcK
3. HIDROLIZA KATIONA I ANIONA:
(1) (2)2 2
H HK K (1) = (2)4 4
W W2
NH OH HAc HAc NH OH HAc
2
H HK KK K K K K
K
4
2
HAc
2
W
NH OH
H KKK
4
2
HAcNHH
H log
K
K K
K
4
HAcNH
HAcNH
H log
1pH p p
K K
K K
4
HAcNHp p p
2
1
1 2K K1pH p p2
K K
4. NE HIDROLIZIRA NI KATION NI ANION:
N Cl di N Cl H O N Cl H O2 2NaCl u vodi: NaCl H O Na Cl H O
2 2Hidroliza: Na Cl H O Na Cl H O
PUFERSKA ILI TAMPON OTOPINA:
Otopina slabe kiseline i njene soli ili slabe baze i njene solisoli.
Hendersenova jednadžba - izvedena je iz konstante Hendersenova jednadžba izvedena je iz konstante kiseline:
cBAZEK
KISELINE
pH p log cKc
PUFER OTOPINE MOGU BITI:
1. Smjesa slabe kiseline i njezine soli (NaAc/Hac)
H K l ( li) / (ki li )pH = pKK + log c(soli) / c(kiseline)
2. Smjesa slabe baze i njezine soli (NH3/NH4 Cl)
pH = pKK + log c(baze) / c(soli)
3. Smjesa dviju soli (NH4Ac/NH4Cl)
H K l (b ič li) / (ki l li)pH = pKK + log c(bazične soli) / c(kisele soli)
Ako su koncentracije soli i koncentracije odgovarajuće slabe kiseline ili baze jednaki, tada je pH=pKk i to je područje djelovanja pufera!!!
Kapacitet pufera prosuđuje se prema količini dodane jake baze ili p p p j p jkiseline, koja u puferu uzrokuje određenu promjenu pH!!!
P t i dj l j f t N A /HPromotrimo djelovanje pufera na sustavu NaAc/Hac:
N A HA N A H A NaAc HAcNa Ac HAc Na Ac H Ac
a) Dodatak baze:
NaAc HAcNa Ac HAc Na Ac H Ac
2
+OH H O
b) Dodatak kiseline:
2 OH H O
NaAc HAcNa Ac HAc Na Ac H Ac
+
H HAc
ZADACIZADACI- kiselo bazne reakcije -- kiselo bazne reakcije -
1
1. 0,1 mola NaOH je dodano 1 litri čiste vode. Izračunajte pH tako nastale otopineIzračunajte pH tako nastale otopine.
NaOH 0,1 Mc
Jak elektrolit!!! Disocira potpuno!!!NaOH Na OH
2NaOH H OZanemarimo količinu OOH OH
OH N OH
H iona iz vode!!!c c
OH NaOH
pOH log OH log NaOH
c c
c c
W Wp pH pOH pH p pOH 14 log NaOH K K c
pH 14 log 0,1 13
BAZEpH 14 log Izraz za pH jakih baza!!!c
2. Izračunajte pH 10-8 M otopine HCl u vodi!
8HCl 10 Mc
Jak elektrolit!!! Disocira potpuno!!!HCl H Cl
+
NAPOMENA: Nije uvijek moguće zanemariti koncentraciju H ili OH iona iz vode!!!Ako bi H dolazili samo od HCl otopina bi imala pH 8
Ako bi H dolazili samo od HCl, otopina bi imala pH 8.N ej i
moguće da dodatkom kiseline neutralna otopina postane lužnata.
HCl
Hc
2 2H O HCl H O
8 7 7
H ; H H
H H H 10 10 M 1 1 10 M
c c c
c c c
2HCl H O
7
H H H 10 10 M 1,1 10 M
pH log H log 1,1 10 6,95
c c c
c
3. Izračunajte pH vrijednost 3 %-tne otopine NaOH !
w(NaOH) = 3 %pH=?
NaOH ⇨ jaka baza+NaOH ⇌ Na+ + OH-
pH = -log c(H+) -c(OH )=c(NaOH)p g ( )pOH = -log c(OH-)pH + pOH=14
3
w(NaOH)=3%30 g NaOHw(NaOH)= γ(NaOH) 30g/dm1 kg otopine
33
-
γ(NaOH) 30g/dmc(NaOH)= = =0,75mol/dmM(NaOH) 40g/mol
pOH= - log c(OH ) - log 0,75 0,12 p g ( ) g , ,pH=14 - pOH 14 - 0,12 13,88
4. Izračunajte pH vrijednost otopine HCl koja je 0,5%-tna i gustoće 1 0250 g/mLi gustoće 1,0250 g/mL
w(HCl) = 0,5 %ρ(HCl) 1 0250 g/mLρ(HCl) = 1,0250 g/mLpH=? +c(H ) c(HCl)
w(HCl) 0,5% 0,005
HCl ⇨ jaka kiselina
HCl ⇌ H+ + Cl-
3ρ(otopine)=1,0250 g/mL=1025, 0 g/dmm(HCl) n(HCl) M(HCl)w(HCl)
m(otopine) ρ(otopine) V(otopine)(HCl) M(HCl) M(HCl)
pH = -log c(H+)n(HCl) M(HCl) M(HCl)w(HCl) c(HCl)
V(otopine) ρ(otopine) ρ(otopine)w(HCl)c(HCl)
ρ(otopine)M(HCl)
33
( )g0, 005 1025, 0
dmc(HCl) 0,1406 mol/dmg36, 46mol
+
molpH log c(H ) log 0,1406 0,85
5. Izračunajte pH vrijednost 0,1 M otopine octene kiseline (CH3COOH)!(CH3COOH)!
c(CH3COOH) = 0,1M3KK= 1,58 10-5 M ⇨ pKK = - log (KK) = 4,80pH=?
CH3COOH ⇨ slaba kiselina
+CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO -
1 1pH= pK - log cOpcija 1: 1 1pH 4,80 - log (0,1)
2 2
k kispH pK - log c2 2
2 2pH 2,90
KISELO-BAZNE REAKCIJE
Opcija 2:
+ -3 3C H C O O H H + C H C O O H
0 ,1 0 0 0 ,1 -x 0 ,1 x x
+ - 23
K3
, ,
H C H C O O H x x xK =C H C O O H 0,1 0 ,1
2 -5 -6Kx 0,1 K 0,1 1 ,58 10 1 ,58 10
x 1, 26 10
-3
+ -3 3c H 1 26 10 m ol/dm
3 3
-3
c H 1, 26 10 m ol/dm
pH log 1, 26 10 2, 90
Kada se smije aproksimirati?Onda kada je KK/cKISELINE 10-3!!!
3
3
5K CH COOH
4 3K CH COOH
1,58 10 0,1
1,58 10 10
K c
K c
3K CH COOH
KISELO-BAZNE REAKCIJE
+ -3 3CH COOH H +CH COOH0 1 0 0
Opcija 3:
+ - 23
0,1 0 0 0,1 x x x
H CH COOH x x x
3K
3
2K
2
x x xK =CH COOH 0,1 x 0,1 x
x K (0,1 x ) 0
2
K Kx K x 0,1 K 0
2
2
ax bx c 0
b b 4ac
1,2
2K K
1 2
b b 4ac x2a
K K 4 1x
K0,1 K 1,2
2-5 -5 -5
1,2
2 1
1,58 10 1,58 10 4 1 0,1 1,58 10x
2 1
1 2
2 1x 0, 0012 x 0, 0013
pH log(0, 0012) 2, 90
6. Izračunajte pH vrijednost 0,01 M otopine amonijaka (NH4OH)!
c(NH4OH) = 0,01MpKB = 4,8 ⇨ pKB = 9,2 p B , p B ,pH=?
O l b bNH4OH ⇨ slaba baza
NH OH ⇌ NH + + OH -NH4OH ⇌ NH4+ + OH
1 1
k baze1 1pH=7+ pK log c2 2
k baze1 1pH 7 pK log c2 21 1pH 7 9,2 log (0,01)2 2
2 2
pH 10,6
7. Izračunajte pH vrijednost 0,1 M otopine NaCN!
c(NaCN) = 0,1MKK= 4,9 10-10 M ⇨ pKK = - log (KK) = 9,31K , p K g ( K) ,pH=?
hidroliza aniona+ +2N OHa +CN H O Na +HCN
1 1H 7 K lk soli1 1pH=7 pK log c2 2
8. Izračunajte pH vrijednost 1%-tne otopine NH4Cl!
w(NH4Cl) = 1%= 0,01KB= 1,58 10-5 M ⇨ pKB = - log (KB) = 4,8B , p B g ( B) ,
⇨ pKK = 9,2pH=?
hidroliza kationa+4 2 4NH Cl H O N lHH OH C
p
4 2 4
1 1H K lk solipH= pK log c2 2
9. Izračunajte pH vrijednost otopine CH3COONH4 koja jepripremljena otapanjem 8,25 g CH3COONH4 u 500 mL H2O!pripremljena otapanjem 8,25 g CH3COONH4 u 500 mL H2O!
4m NH Ac 8,25 g
+K 4
V 500mLpK (NH ) 9,2K (HA ) 4 75
KpK (HAc) 4,75pH ?
hidroliziraju i kation i anion+4 2 4NH Ac H O NH OH HAc
1 2K K1pH= pK pK2
1pH= 9,2 4,75 6,982
KISELO-BAZNE REAKCIJE
10. Izračunajte pH vrijednost otopine dobivene miješanjem:a) 50 mL 0 05 M HBO i 50 mL 0 2 M KOHa) 50 mL 0,05 M HBO2 i 50 mL 0,2 M KOHb) 50 mL 0,05 M HBO2 i 5 mL 0,2 M KOH) 50 L 0 05 M HBO i 50 L 0 05 M KOHc) 50 mL 0,05 M HBO2 i 50 mL 0,05 M KOH
-10K 6 03 10 K 9 2101 KK =6,03 10 pK =9,2
-3 3 3 32 2 2
-3 3 3 2
a) n HBO c HBO V HBO 0,05 mol dm 50 10 dm 2,5 10 mol
n KOH c KOH V KOH 0,2 mol dm 50 10 dm 10 mol
3
UKUPNI V 50mL 50mL 100mL 0,1dm
U zajedničkoj otopini dolazi do neutralizaci
je:U zajedničkoj otopini dolazi do neutralizaci- -
2 2 23 2
je:
poče
HBO
tno stanje: 2,5 10 mol 10 mol
+ OH
0
BO + OH
sva k
p j ,ravnotežno stanje: 0
2 3i 10 -2,5 10 moselina je iz
3 3
reag lairal 7,5 10 mol 2,5 10 mol
2-2
Nakon što je izreagirala sva količina HBO u otopini su preostale dvije bazne komponente.
Kako je KOH znatno jača baza od BO možemo smatrati da je on taj koji određuje pH otopine.
-
3neizreagirani
Stoga će koncentracija OH iona biti jednaka neizreagiranoj koncentraciji KOH.
n KOH 7 5 10 mol 2 3 neizreagirani
3neizreagiraniUKUPNI
7,5 10 molc KOH 7,5 10V 0,1dm
2 -3
2
mol dm
- -2pOH - log c OH - log 7,5×10 1,12
pH 12,88
-3 3 3 32 2 2
-3 3 3 3
3
b) n HBO c HBO V HBO 0,05 mol dm 50 10 dm 2,5 10 mol
n KOH c KOH V KOH 0, 2 mol dm 5 10 dm 10 mol
d
3
UKUPNI V 50 mL 5 mL 55 mL 0,055 dm
U zajedničkoj otopini dolazi do neutraliz
acije:- -
2 2 23 3
HBO + OH BO +
početno stanje: 2,5 10 mol 10 mol 0
OH
3 3ravnotežno stanje : 3 3 -sav OH je izreagir2,5 10 -
3 3
0 m ao1 ol 1,5 10 mol 0 10 mol
-Nakon što je izreagirala sva količina OH u otopini su preostale kisela komponenta i njena sol.Stoga će se pH otopine računati prema izrazu za pH vrijednost pufer sustava.
32 neizreagirani 2 -3
2 3neizreagiraniUKUPNI
n HBO 1,5 10 molc HBO 2,7 10 mol dmV 0,055 dm
- 32- 2 -3
2 3UKUPNI
n BO 10 molc BO 1,8 10 mol dmV 0,055 dm
K
c bazepH pK +log
2
2
1,8 109,2+log 9,02c kiseline 2,7 10
-3 3 3 32 2 2
-3 3 3 3
3
c) n HBO c HBO V HBO 0,05 mol dm 50 10 dm 2,5 10 mol
n KOH c KOH V KOH 0,05 mol dm 50 10 dm 2,5 10 mol
3
UKUPNI V 50mL 50mL 100mL 0,1dm
U zajedničkoj otopini dolazi do neutral
izacije:j j p- -
2 23
23
HBO + OH BO + H O
j
početno stanje: 2,5 10 mol 2,5 10 mol 0
ravnotežno stanje: 3
2
0 0 2,5 10 mol
Izreagirala je sva količina HBO kao i sva količina KOH.
2g jU otopini je preostala samo sol koja hidrolizira:
- -BO + H O HBO + OH
- 32 2 3
- -2 2 2
n BO 2,5 10 molli 2 5 10 l d
BO + H O HBO + OH
2 2 -33
UKUPNI
2,5 10 molc soli 2,5 10 mol dmV 0,1dm
1 1 1 1
2K
1 1 1 1pH 7 + pK + log c(soli) 7 + 9,2 + log 2,5 102 2 2 2
pH 10,80
KISELO-BAZNE REAKCIJE
11. Izračunajte pH vrijednost otopine dobivene miješanjem:a) 350 mL 0 1 M HCl i 50 mL 0 1 M NH OHa) 350 mL 0,1 M HCl i 50 mL 0,1 M NH4OHb) 250 mL 0,1 M HCl i 250 mL 0,1 M NH4OH) 100 L 0 1 M HCl i 450 L 0 1 M NH OHc) 100 mL 0,1 M HCl i 450 mL 0,1 M NH4OH
+pK(NH )=9 24pK(NH )=9,2
-3 3 3 2
-3 3 3 3
a) n HCl c HCl V HCl 0,1 mol dm 350 10 dm 3,5 10 mol
n NH OH c NH OH V NH OH 0 1 mol dm 50 10 dm 5 10 mol
4 4 4
3UKUPNI
n NH OH c NH OH V NH OH 0,1 mol dm 50 10 dm 5 10 mol
V 350 mL 50mL 400 mL 0,4 dm
U zajedničkoj otopini dolazi do neu+ +
4 4 23 2
NH OH + H NH + H
tralizacije:
č j 5 10 l 3 5 10 l 0
O
s
3 2početno stanje: 5 10 mol 3,5 10 mol 0ravnotežno stanje: 0
4 2 23,5 10 -5 10av NH OH je izreagirao mo
2 2
l 3,0 10 mol 5 10 mol
4Nakon što je izreagirala sva količina NH OH u otopini su preostale dvije kisele komponente.
Kako je HCl znatno jača kiselina od +4NH možemo smatrati da je ona ta koja određuje pH otopine.j j
4+
j j j p p
Stoga će koncentracija H iona biti jednaka koncentraciji neizreagirane HCl.
HCl
2neizreagirani
3neizreagiraniUKUPNI
n HCl 3,0 10 molc HClV 0, 4 dm
2 -37,5 10 mol dm
+ -2pH - log c H - log 7,5×10 1,12
-3 3 3 2
-3 3 3 24 4 4
3
b) n HCl c HCl V HCl 0,1 mol dm 250 10 dm 2,5 10 mol
n NH OH c NH OH V NH OH 0,1 mol dm 250 10 dm 2,5 10 mol
3
UKUPNI V 250 mL 250mL 500 mL 0,5 dm
U zajedničkoj otopini dolazi do
neutralizacije:j j p+ +
4 42
22
NH OH + H NH
j
početno stanje: 2,5 10 mol 2,5 10 mol 0
+ H O
ravnotežno stanje : 2
4
0 0 2,5 10 mol
Izreagirala je sva količina NH OH kao i sva količina HCl.
4g jU otopini je preostala samo sol koja hidrolizira:
+ +NH + H O NH OH+ H
+ +4 2
+ 24 3
4
n NH 2,5 10 molli 0 05 l d
NH + H O NH OH+ H
4 -33
UKUPNI
2,5 10 molc soli 0,05 mol dmV 0,5dm
1 1 1 1 1 1
+4
K NH
1 1 1 1 1 1pH pK log c(soli) pK log c(soli) 9,2 log 0,052 2 2 2 2 2
pH 5,25
-3 3 3 2
-3 3 3 24 4 4
c) n HCl c HCl V HCl 0,1 mol dm 100 10 dm 10 mol
n NH OH c NH OH V NH OH 0,1 mol dm 450 10 dm 4,5 10 mol
3
UKUPNI V 100 mL 450mL 550 mL 0,55 dm
U zajedničkoj otopini dolazi do n
eutralizacije:U zajedničkoj otopini dolazi do n+ +
4 4 22 2
NH OH + H NH +
eutralizacije:
početno stanje: 4,5 10 mol 10 mol 0
H O
ravnotežno stanje: 2 2 +sav H je izreagira4,5 10 -10 mol
2 2
o 3,5 10 mol 0 10 mol
+Nakon što je izreagirala sav H , u otopini su preostale bazna komponenta i njena sol.Stoga će se pH otopine računati prema izrazu za pH vrijednost pufer sustava.
2
4 neizreagirani 2 -34 3neizreagirani
UKUPNI
n NH OH 3,5 10 molc NH OH 6,4 10 mol dmV 0,55 dm
+ 24+ 2 -3
4 3UKUPNI
n NH 10 molc NH 1,8 10 mol dmV 0,55 dm
K
c bazepH pK +log
c kiseline
2
2
6, 4 109,2+log 9,751,8 10
KISELO-BAZNE REAKCIJE
12. Izračunajte pH vrijednost slijedećih otopina :a) 1 5% tna otopina Na COa) 1,5%-tna otopina Na2CO3
b) 1,5%-tna otopina NaHCO3
) t i t l ij š jc) otopina nastala miješanjem50 mL 1,5%-tne Na2CO3 i 50 mL 1,5%-tne NaHCO3
1pK =6,34pK =10 252pK 10,25
KISELO-BAZNE REAKCIJE
+ - - + 2-2 3 3 3 3 H CO H +HCO HCO H +HCO
+ - + 2-3 3-6,34 -10,25
1 2 -2 3 3
H HCO H COK = =10 K = =10
H CO HCO
2 3 3
pK=6,34
pK=10,25
[H2CO3]=[HCO3-] [HCO3
-]=[CO32-]
HCOHCO33-- COCO33
22--HH22COCO33
pH6,34 10,25 pH6,34 10,25
KISELO-BAZNE REAKCIJE
2 3
3
a) w(Na CO )=1,5%15 g NaOHw(Na CO )= γ(Na CO ) 15g/dm
2 3 2 3
332 3
2 32 3
w(Na CO ) γ(Na CO ) 15g/dm1 kg otopineγ(Na CO ) 15g/dm c(Na CO )= = =0,14 mol/dmM(Na CO ) 2 22,99+12,01+3 16,00 g/mol
hidrolizira a+ 2-3 2 2Na +CO +H O nion + - -
32Na HCO + OH
21 1 1 1 pH 7 + + log c(soli) 7 + 10,2p 5 + log 0,142 2 2 2
pH 11 70
K
pH 11, 70
KISELO-BAZNE REAKCIJE
3
33 3
b) w(NaHCO )=1,5%15 g NaOH w(NaHCO )= γ(NaHCO ) 15g/dm1 kg otopine
3
333
3
1 kg otopineγ(NaHCO ) 15g/dm c(NaHCO )= = =0,18 mol/dmM(NaHCO ) 22,99+1,01+12,01+3 16,00 g/mol
hidrolizira kao-3 2 HCO +H O baza -
2 3disocira kao kiselina- + 2-
33
H CO + OH
HCO H CO
1 21 1 pH pK +pK 6,34+10,252 2
pH 8,30
KISELO-BAZNE REAKCIJE
3 32 3 2 3 2 3
3 3 3 3
c) Prije miješanja:
w(Na CO )=1,5% γ(Na CO ) 15g/dm c(Na CO ) 0,14mol/dm
n(Na CO ) c(Na CO ) V(Na CO ) 0 14mol/dm 50 10 dm =7 10 mol
2 3 2 3 2 3
3 3
n(Na CO ) c(Na CO ) V(Na CO ) 0,14mol/dm 50 10 dm =7 10 mol
w(NaHCO )=1,5% γ(NaHCO )
3 3315g/dm c(NaHCO ) 0,18mol/dm
3 3 3 33 3 3 n(NaHCO ) n(NaHCO ) V(NaHCO ) 0,18mol/dm 50 10 dm =9 10 mol
Nakon miješanja:
3UKUPNI
2 32 3
UKUPNI
V =50mL+50mL=100mL=0,1dm
n(Na CO ) c(Na CO )V
3
33
7 10 mol 0, 07mol/dm0,1dm
UKUPNIV3
333 3
UKUPNI
0,1dm
n(NaHCO ) 9 10 mol c(NaHCO ) = =0,09mol/dmV 0,1dm
imamo pufer sustav+ 2- + - + 2- + + -3 3 3 3 2Na +CO +Na +HCO 2Na +CO Na +H +CO
K
c baze pH pK +log
c kise
2 3
32
c Na CO 0, 07+log 10, 25+log 10,14line c NaHCO 0,09
pK