Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Kyseliny a zásady – Arrheniova teorie Arrheniova kyselina je látka která ve vodě poskytuje H + (H 3 O + ). Arrheniova zásada je látka která ve vodě poskytuje.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Kyseliny a zásady – Arrheniova teorie Arrheniova kyselina je látka která ve vodě poskytuje H + (H 3 O + ). Arrheniova zásada je látka která ve vodě poskytuje."— Transkript prezentace:

1 Kyseliny a zásady – Arrheniova teorie Arrheniova kyselina je látka která ve vodě poskytuje H + (H 3 O + ). Arrheniova zásada je látka která ve vodě poskytuje OH -.

2 Kyseliny a zásady – teorie Brønsteda a Lowryho Kyselina podle Brønsteda je látka schopná poskytnout proton (= donor). Zásada podle Brønsteda je látka schopná přijmout proton (= akceptor). kyselinazásada kyselina zásada kyselina konjugovaná zásada zásada konjugovaná kyselina

3 Konjugované páry V Brønsted–Lowryho konceptu se zásada mění na svoji konjugovanou kyselinu a naopak, včetně změny acidobazických vlastností. Př.: Identifikujte každou z následujících částic jako kyselinu nebo jako zásadu a najděte k nim příslušné konjugované částice:,, F , H 2 CO 3, Amfoterní látky se mohou chovat buď jako kyseliny nebo jako zásady (např. H 2 O):

4 Síla kyselin a zásad Stupeň disociace kyseliny na proton a konjugovanou zásadu záleží na relativní síle kyseliny a konjugované zásady: Silné kyseliny a zásady reagují (vyměňují proton) prakticky úplně, např.: Některé běžné silné kyseliny a zásady kyselinyzásady HClO 4 LiOH H 2 SO 4 NaOH HIKOH HBrCa(OH) 2 HClSr(OH) 2 HNO 3 Ba(OH) 2 Silné kyseliny a zásady reagují za vzniku slabších konjugovaných zásad/kyselin.

5 Relativní síla kyselina zásad Z relativní síly kyselin a konjugovaných zásad lze předpovědět směr acidobazické reakce. Př.: které z následujících částic spolu budou reagovat? HNO 3 + CN - nebo HCN + HF + nebo F - + HNO 3 HClO + S 2- nebo HS - + ClO -

6 Faktory ovlivňující sílu kyselin Binární kyseliny: –Disociační energie vazby je nepřímo úměrná síle kyseliny. Disociační energie HI a HBr je nižší než pro HF and HCl, proto jsou HI a HBr silnější kyseliny. Kyslíkaté kyseliny obsahují v molekule kromě kyslíku centrální atom nekovu, např. HNO 3, HClO... Síla kyseliny je ovlivňována polaritou vazby O–H: –Vyšší elektronegativita centrálního atomu zvyšuje polaritu vazby O–H a zvyšuje kyselost. –Více kyslíků = vyšší polarita a kyselost. Př.: Odhadněte relativní kyselost HIO, HBrO a HClO. Př.: Ověřte tvrzení: HClO 4 je nejsilnější kyselina mezi kyslíkatými kyselinami chlóru.

7 Autoprotolýza vody Voda reaguje zároveň jako kyselina a jako zásada: H 2 O + H 2 O  H 3 O + + OH . K w = [OH  ][H 3 O + ] = 1.00 x 10  14. V čisté vodě při pokojové teplotě [OH  ] = [H 3 O + ]  [H 3 O + ] = 1 x 10  7 M (neutrální roztok) –kyselý [H 3 O + ] > 1.00x10  7 M –neutrální [H 3 O + ] = 1.00x10  7 M –zásaditý[H 3 O + ] < 1.00x10  7 M Ve vodných roztocích kyselin/zásad musí být zachována rovnovážná konstanta autoprotolýzy. Kyseliny/zásady pouze přidávají do vody H 3 O + nebo OH . Př.: Koncentrace hydroxoniových iontů v kyselém roztoku byla 1.00x10  5 M. Jaká je koncentrace [OH  ]? Př.: Jaká je koncentrace hydroxoniových iontů v roztoku jednosytného hydroxidu o koncentraci 2.50x10  3 M?

8 pH pH =  log[H 3 O + ]  [H 3 O + ] = 10  pH –kyselý pH < 7.00 –neutrální pH = 7.00 –zásaditýpH > 7.00 Př.: Určete pH roztoku kde [H 3 O + ] = 5.40x10  6 M. Př.: Určete pH roztoku kde [OH  ] = 3.33x10  3 M. Př.: Určete [H 3 O + ] je-li pH roztoku Každá veličina pX je definována stejně jako pH. Př.: Kolik je pCa je-li [Ca 2+ ] = 6.44x10 -4 M?

9 Měření pH pH papírky nasycené sloučeninou která mění barvu v prostředí o různém pH, pouze indikativní. Barevné indikátory přidány do roztoku, mění barvu s pH: HIn(aq) + H 2 O(l)  H 3 O + (aq) + In  (aq) Př.: fenolftalein je v kyselém prostředí bezbarvý a v zásaditém prostředí růžový. –pH při kterém dochází ke změně barvy závisí na rovnovážné konstantě disociace indikátoru. Nejpřesnější měření pH pomocí pH metru: kombinace elektrod a voltmetru.

10 pH indikátory a pH běžných tekutin

11 Silné kyseliny a zásady Silná kyselina ve vodě kompletně disociuje na [H 3 O + ] a příslušný aniont. Př.: Vypočítejte [H 3 O + ], [OH  ] a [Cl  ] pro M roztok HCl. Autoprotolýzu vody zanedbejte. Př.: Vypočítejte koncentraci obou iontů a pH v roztoku NaOH o koncentraci M. Př.: Kolik je pH a [OH  ] v M roztoku Ba(OH) 2. Koncentrace H 3 O + z autoprotolýzy vody je nízká vzhledem k množství H 3 O + z disociace silné kyseliny a obvykle se ve výpočtech zanedbává. Přesnější postup: –Druhý člen je zanedbatelný kromě případů kdy je koncentrace kyseliny velmi nízká.

12 Ionizace slabých kyselin Slabé kyseliny disociují na ionty pouze částečně; stupeň disociace se experimentálně stanovuje nejčastěji měřením elektrické vodivosti. Disociační reakce probíhá do rovnovážného stavu: –Koncentraci hydroxoniového iontu lze určit ze známé rovnovážné konstanty. Relativní sílu slabých kyselin lze stanovit z hodnoty rovnovážné konstanty ionizační reakce. –Vyšší disociační konstanta  silnější kyselina –Nižší disociační konstanta  slabší kyselina Př.: Určete která z následujících kyselin je nejsilnější a která nejslabší: kyselinaK a HCN4.9x10  10 HCOOH1.8x10  4 CH 3 COOH1.8x10  5 HF3.5x10  4

13 Stupeň ionizace Stupeň nebo % ionizace jednoduše vyjadřuje sílu kyseliny: –100% ionizace  silná kyselina. –Stupeň ionizace slabých kyselin je nižší než 1 (méně než 100%). Př.: Určete stupeň ionizace M a M roztoků HCN (K a = 4.9x10  10 ). –Řešení: zapsat rovnovážnou konstantu, dosadit z bilance, řešit pro x, výsledek dosadit do výše uvedeného vztahu. –Stupeň ionizace je vyšší u zředěnějších roztoků.

14 Slabé zásady Zachází se s nimi stejně jako se slabými kyselinami, pouze se místo koncentrace protonu počítá [OH  ]. Obecná reakce zásad ve vodě: Stupeň ionizace slabé zásady získáme opět z rovnovážné konstanty ionizační reakce: Protože C B je obvykle známé, můžeme bilanci dosadit do vztahu pro K b a získat x. Pozor: x = [OH  ], nikoli [H 3 O + ]. Př.: Vypočítejte pH 0.10 M roztoku NH 3 (aq).

15 Dusíkaté báze Řada sloučenin které obsahují dusík jsou bazické, nejdůležitější skupinou jsou aminy. Většina aminů má volný elektronový pár který je možné využít pro vazbu s kyselým protonem. Vodíky v řadě aminů jsou nahrazeny uhlovodíkovými řetězci. N H R 1 R 2

16 Vztah mezi K a a K b K a a K b konjugovaných párů jsou navzájem nepřímo úměrné. Nepřímá úměra vysvětluje proč jsou konjugované báze velmi slabých kyselin relativně silné a naopak. Př.: se znalostí K a kyselin v tabulce sestavte seznam jejich konjugovaných bází seřazený podle relativní síly. kyselinaK a HF3.5x10  4 HCOOH1.8x10  4 HClO3.5x10  8 HCN4.9x10  10 HA(aq) + H 2 O(l)  H 3 O + (aq) + A  (aq) ]HA[ ]OH][A[ K 3 a   A  (aq) + H 2 O(l)  HA(aq) +OH  (aq) ]A[ ]OH][HA[ K b    2H 2 O(l)  H 3 O + (aq) +OH  (aq) K w = K a K b

17

18

19 Vícesytné kyseliny Některé kyseliny mohou v roztoku odštěpit více protonů, např. dvojsytné kyseliny H 2 S a H 2 SO 4 nebo trojsytná kyselina H 3 PO 4. První proton se uvolňuje snadno, další mnohem obtížněji. Rovnovážná konstanta ionizace do 2. stupně je typicky krát menší než první ionizační konstanta. Př.: Určete pH M roztoku H 2 SO 3 a koncentraci.

20 Kyseliny a zásady – Lewisova teorie Lewisova kyselina: akceptor elektronového páru Lewisova báze: donor elektronového páru Lewisova definice je nejobecnější (ve srovnání s teoriemi Brønsteda a Arrhenia). Př.: Určete Lewisovu kyselinu a bázi v reakci: Určete Lewisovu kyselinu a bázi v reakci: Co 3+ (aq) + 6F  (aq)  [CoF 6 ] 3 

21 Kyseliny a zásady – srovnání Brønstedovy a Lewisovy teorie H+H+ H O H + OH - kyselinazásada N H H H H+H+ + kyselinazásada N H H H H + H H kyselinazásada F B F F + F F N H H H Kyselina podle Brønsteda uvolňuje proton. Kyselina podle Lewise je akceptorem elektronového páru.

22 Antacidy a pH v žaludku NaHCO 3 (aq) + HCl (aq) NaCl (aq) + H 2 O (l) + CO 2 (g) Mg(OH) 2 (s) + 2HCl (aq) MgCl 2 (aq) + 2H 2 O (l)


Stáhnout ppt "Kyseliny a zásady – Arrheniova teorie Arrheniova kyselina je látka která ve vodě poskytuje H + (H 3 O + ). Arrheniova zásada je látka která ve vodě poskytuje."

Podobné prezentace


Reklamy Google