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. 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
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. Kun emäs vastaanottaa protonin, muodostuu
emästä vastaava happo
Esim. 3.
a) NH3
b) CH3COO
8. B (aq) + H2O (aq) ↔ BH+ (aq) + OHemäsvakio
Tehtävä 42, 43
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. 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. Jos [H3O+] = [OH-], liuos on neutraali
Jos [H3O+] > [OH-], liuos on hapan
Jos [H3O+] < [OH-], liuos on emäksinen
Tehtävä 45
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. 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. 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. 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. 4) HEIKOT EMÄKSET
Laskut lasketaan kuten tasapainolaskut
Esim.4
Mikä on 0,050 mol/l (CH3)3N- liuoksen pH?
Tehtävät 62
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
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. 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
