3.Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen pH

1,591 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,591
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
10
Actions
Shares
0
Downloads
3
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

3.Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen pH

  1. 1. 3. PROTOLYYSIREAKTIOT JA VESILIUOKSEN PH Brönstedin happo-emäs teoria:  Happo on aine, joka voi luovuttaa protonin (H+)  Emäs on aine, joka voi vastaanottaa protonin  Protolyysireaktiossa H+ -ioni siirtyy hapolta emäkselle (protoninsiirto- tai protolyysireaktio)  Happo ja emäs ovat protolyyttejä (aine, joka osallistuu protolyysiin)
  2. 2. Amfolyytti on aine, joka voi toimia sekä happona että emäksenä  Vahva happo protolysoituu täysin esim. HCl, HNO3 , H2SO4  Heikko happo protolysoituu vain osittain esim. etikkahappo  Happo, joka voi luovuttaa useita H+ -ioneja on polyproottinen eli moniarvoinen esim, H3PO4 ja H2SO4 
  3. 3. ESIM. 1 Kirjoita seuraavien aineiden protolyysireaktiot: a) HClO4 b) CH3CH2COOH c) NH4+ d) (CH3)3N
  4. 4. HAPPO – EMÄSPARIT Kun haposta irtoaa protoni, jää jäljelle happoa vastaava emäs Esim. 2. Kirjoita seuraavien happojen vastinemäkset a) HClO2  b) H2S  c) HSO4-  d) NH4+  
  5. 5. Kun emäs vastaanottaa protonin, muodostuu emästä vastaava happo Esim. 3. a) NH3 b) CH3COO
  6. 6. Kokonaisreaktiot: Esim. 4 a) HF (aq) + H2O (l) ↔ b) H2SO4 (aq) + H2O (l) c) CH3CH2NH2 (aq) + H2O (l) ↔  Tehtävä 41
  7. 7. HAPPO- JA EMÄSVAKIO 
  8. 8. B (aq) + H2O (aq) ↔ BH+ (aq) + OHemäsvakio Tehtävä 42, 43
  9. 9. Taulukkokirjasta löytyy happo- ja emäsvakioiden arvot (MAOL s. 149)  Happo- ja emäsvakioista annetaan myös logaritmiset arvot pKa ja pKb pKa = -lg Ka  Ka = 10-pKa mol/dm3 pKb = -lg Kb  Kb = 10-pKb mol / dm3  Vahvaa happoa vastaa aina heikko heikko emäs ja päinvastoin Tehtävä 44 
  10. 10. VEDEN AUTOPROTOLYYSI  Puhtaassa vedessä vesimolekyylit luovuttavat protonin toiselle vesimolekyylille H2O (l) + H2O (l) ↔ H3O+ (aq) + OH- (aq) emäs (1) happo (2) happo (1) emäs(2) Veden ionitulo  Laskuissa käytetään taulukkoarvoa 1,008 ·10-14 mol/dm3 (25 C)  HUOM! Kw saa eri arvoja eri lämpötiloissa (kts: MAOL s.151)
  11. 11. Jos [H3O+] = [OH-], liuos on neutraali Jos [H3O+] > [OH-], liuos on hapan Jos [H3O+] < [OH-], liuos on emäksinen Tehtävä 45
  12. 12. PH JA POH-ARVO Koska [H3O+] usein pieni luku, happamuutta mitataan pH:n avulla  pH = -lg [H3O+]  [H3O+] = 10-pH mol/dm3  pOH = -lg [OH-]  [OH-] = 10-pOH mol/dm3  pKw = pH + pOH = 14 pKa + pKb = 14 Tehtävä 46, 48, 49 
  13. 13. 1) VAHVAT HAPOT Ka > 1 (kts. MAOL)  protolysoituvat täydellisesti eli tasapaino on tuotteiden puolella eli [H3O+] = [HA] Esim. 1 Laske seuraavien liuosten pH:t a) 0,20 mol/dm3 HCl b) 5,6 · 10-3 mol/dm3 HClO4 c) 0,025 M HNO3 Tehtävät 52, 53 
  14. 14. 2) HEIKOT HAPOT Liuoksessa vallitsee tasapainotila protolysoimattomien happomolekyylien ja muodostuneiden ionien välillä  Laskussa noudatetaan samoja periaatteita kuin tasapainolaskuissa Esim. 2 Mikä on 0,250 mol/l typpihapoke-liuoksen pH? Tehtävät 59, 60 
  15. 15. 3) VAHVAT EMÄKSET Alkali- ja maa-alkalimetallihydroksidit ja oksidit Esim. 3 Mikä on liuoksen pH, kun 0,039 g Ba(OH)2·8 H2O liuotetaan 100,0 ml:aan ?  Tehtävät 55, 57
  16. 16. 4) HEIKOT EMÄKSET Laskut lasketaan kuten tasapainolaskut Esim.4 Mikä on 0,050 mol/l (CH3)3N- liuoksen pH?  Tehtävät 62
  17. 17. PROTOLYSOITUMISASTE 
  18. 18. PUSKURILIUOKSET liuos, jonka pH ei muutu pienistä happo- tai emäslisäyksistä  Liuos valmistetaan heikosta haposta ja sen vastinemäksestä tai heikosta emäksestä ja sen vastinhaposta  Esim. CH3COOH ja CH3COO- (CH3COONa)  NH3 ja NH4+ (NH4Cl) Hyvä puskurikapasiteetti saadaan, kun c ( heikko emäs) ≈ c (vastinhappo) t.66 
  19. 19. ESIM. 6 Divetyfosfaatti-vetyfosfaattipuskurilla H2PO4- (aq) / HPO42- (aq) toimii veressä puskuriliuoksena. Osoita reaktioyhtälöin, miten tämä puskuriliuos vastustaa pH:n muutosta.
  20. 20. PUSKURILIUOKSEN PH:N LASKEMINEN Esim. 7 2,00 g bentsoehappoa C6H5COOH (s) ja 2,00 g natriumbensoaattia C6H5COONa (s) liuotetaan 750 ml:ksi. Mikä on liuoksen pH? Tehtävä 68,70
  21. 21. HAPPO-EMÄSINDIKAATTORIT Muuttavat väriä liuoksen pH-arvon mukaan  Liuotetaan yleensä vesi-etanoliliuokseen  Aineet ovat heikkoja protolyyttejä  InH (aq) + H2O (l) ↔ H3O+ (aq) + In- (aq)  happomuoto emäsmuoto Liuoksen väri määräytyy sen mukaan, mikä on happo-emäsmuotojen konsentraatioiden suhde  Indikaattoripaperi on huokoinen paperi, johon on imeytetty indikaattoriliuosta 
  22. 22. Viherpuna Lakmus bromitymolisininen Fenoliftaleiini Punakaali mustikka Tehtävä 76

×