Roztoky Acidobazické děje č.7

Roztoky Homogenní směs dvou nebo více chemicky čistých látek Složení: a) rozpuštěná látka b) rozpouštědlo (většinou voda) -   dělení roztoků: podle skupenství a)      pevné (např. slitiny kovů, sklo, …) b)      kapalné (např. sůl ve vodě, minerální voda, slivovice, …) c)      plynné (např. vzduch, …) podle povahy rozpuštěné látky a)     a) 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 b) roztoky elektrolytů -   vznikají rozpouštěním látky s iontovou strukturou v polárních rozpouštědlech (voda),jednotlivé ionty jsou z látky postupně uvolňovány a obalovány částicemi vody (hydratace),vznik hydratovaných iontů-roztoky elektrolytů vedou elektrický proud c)  roztoky potenciálních elektrolytů -   vznikají tak, že rozpouštěná látka reaguje s některými molekulami rozpouštědla  mezi zbytek rozpouštědla se rozptýlí až produkty této reakce -    např. „rozpouštění“ plynného chlorovodíku ve vodě

-   složení roztoků: a)      neomezeně mísitelné látky -   vytvářejí homogenní směs bez ohledu na to, v jakém poměru je mísíme -   např. ethanol + voda b)      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 ,nachází se v něm nerozpuštěná c)      nemísitelné látky -   vzájemně nerozpustné látky , netvoří homogenní disperzní soustavu -   např. olej + voda

KONCENTRACE ROZTOKŮ  HMOTNOSTNÍ ZLOMEK (hmotnostní podíl) … w -   udává podíl rozpuštěné látky ve 100 g roztoku -  je roven podílu hmotnosti rozpuštěné látky (X) v roztoku a celkové hmotnosti roztoku  -   nabývá hodnot od (0; 1) -   běžně se vyjadřuje hmotnostním procentem, vynásobíme hmotnostní zlomek 100 % -   součet hmotnostních zlomků všech látek obsažených ve směsi (tzn. rozpuštěné látky + rozpouštědlo) = 1 -   nezávisí na teplotě OBJEMOVÝ ZLOMEK (objemový podíl) … φ -  je roven podílu objemu rozpuštěné látky (X) v roztoku a celkovému objemu roztoku  !!! VR ≠ VX + Vr (Vr-objem rozpouštědla,VX-objem látky X,VR-celkový objem roztoku) Příčina: při smíchání dvou (více) látek dojde následkem pronikaní jednoho typu molekul mezi druhého k objemové kontrakci - nabývá hodnot od (0; 1) -   běžně se vyjadřuje objemovým procentem ,vynásobíme objemový zlomek 100 % -   závisí na teplotě

Změny ve složení ROZTOKŮ SMĚŠOVACÍ ROVNICE -   vychází ze zákona zachování hmotnosti látky & ze zachování celkové hmotnosti roztoků m1w1 + m2w2 + m3w3 = m4 w4 -   platí i pro látková množství: n1 + n2 = n3 V1.c1 + V2.c2 = V3.c3 !!! POZNÁMKA !!!        Ředění - do roztoku přiléváme čisté rozpouštědlo, jehož w2 = 0 směšovací rovnice se zjednoduší na tvar: w1.mR1 = w3.(mR1 + mR2)      Koncentrace - do roztoku přiléváme čisté látku, jejíž w2 = 1 směšovací rovnice se zjednoduší na tvar: w1.mR1 + mR2 = w3.(mR1 + mR2)

Acidobazické reakce Autoprotolýza vody : H2O + H2O → H3O + + OH- Konjugovaný pár : kyselina+zásada (kyselina má o H+ více) Sorensův exponent- pH C(H3O + ) = C (OH- ) pH = -log C (H3O + ) = -log 10-7 = 7 pOH = -log C (OH- ) = -log 10-7 = 7 Iontový součin vody C (H3O + ) * C (OH- ) = 10-14 pH+pOH = 14 neutrální [H3O+]= [OH-] pH=7 kyselé [H3O+]> [OH-] pH<7 zásadité [H3O+]< [OH-] pH>7

Indikátory Složitá organická barviva, která reagují změnou zabarvení na změnu pH Lakmus: kyselé pros. = červená zásadité pros. = modrý Fenolftalein: kyselé pros. = bezbarvé zásadité pros. = červenofialová

Disociace Disociace kyselin a zásad Elektrolytická disociace kyseliny ve vodě vede k ustavení protolytické rovnováhy, kterou lze charakterizovat rovnovážnou konstantou Kc. Např.: CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+ Kc=([CH3COO-]r[H3O+]r)/ ([CH3COOH]r[H2O]r) Ve vodném roztoku je voda vzhledem ke kyselině vždy v nadbytku a její koncentrace se ani při disociaci kyseliny prakticky nemění. Lze tedy její koncentrací celou rovnici vynásobit a odvodit novou konstantu Ka -disociační konstanta (Ka = Kc [H2O]) Ka=([CH3COO-]r[H3O+]r) / [CH3COOH]r silné Ka  10-2 střední Ka 10-2 až 10-4 slabé Ka  10-4

Neutralizace a hydrolýza solí Při reakci vodného roztoku kyseliny s vodným roztokem hydroxidu dochází ke spojování převážné většiny iontů H3O+ a OH- na neutrální molekuly vody. Proto byly tyto reakce nazvány neutralizace. „Vedlejším produktem“ neutralizace je roztok soli. HCl(aq) + NaOH(aq)  H2O(l) + NaCl(l) Některé ionty soli mohou v daném rozpouštědle (ve vodě) vystupovat jako kyseliny nebo zásady. Při reakci těchto iontů s vodou vznikají samostatné ionty H3O+ nebo OH-, které způsobí, že vodný roztok soli může být neutrální, kyselý nebo zásaditý. Protolytická reakce iontů soli s vodou se nazývá hydrolýza soli. Mohou nastat tyto případy: a) roztok soli se silně kyselým kationtem, obsahující anion, který s vodou nereaguje (chlorid amonný), reaguje kysele: NH4+ + H2O  H3O+ + NH3 kyselina 1 zásada2 kyselina 2 zásada 1 b) roztok soli se silně zásaditým aniontem, obsahující kation, který s vodou nereaguje (octan sodný) reaguje zásaditě: H2O + CH2COO-  CH3COOH + OH- kyselina 1 zásada2 kyselina 2 zásada 1 c) roztok soli se silně kyselým kationtem a silně zásaditým aniontem (octan amonný) reaguje neutrálně. Probíhají současně dvě protolytické reakce: NH4+ + H2O  H3O+ + NH3   H2O + CH2COO-  CH3COOH + OH- d) roztok soli s kationtem a aniontem, které s vodou nereagují (např.: NaCl, KNO3, Na2SO4), hydrolýze nepodléhá – vodný roztok je neutrální.