jedigovnaskribd

Kiseline, Lužine, Soli 1

Kiseline, lužine i soli

Kiseline Soli

- 17. skupina

HF Fluorovodična (Fluoridna) Fluoridi

HCl Klorovodična (Kloridna ili solna) Kloridi

HBr Bromovodična (Bromidna) Bromidi

HI Jodovodična (Jodidna) Jodidi

- Dušik

HNO2 Dušikasta (Nitritna) Nitriti

HNO3 Dušična (Nitratna) Nitrati

- Cijanidi

HCN Cijanovodična (Cijanidna) Cijanidi

HSCN Tiocijanovodična (Tiocijanatna) Tiocijanidi

- Klor

HClO Hipoklorasta (Hipokloritna) Hipoklorati

HClO2 Klorasta (Kloritna) Kloriti

HClO3 Klorna (Kloratna) Klorati

HClO4 Perklorna (Perkloratna) Perklorati

- Brom i Jod

HBrO Hipobromasta HIO Hipojodasta

HBrO2 Bromasta HIO2 Jodasta

HBrO3 Bromna HIO3 Jodna

HBrO4 Perbromna HIO4 Perjodna

- Sumpor

H2S Sumporovodična (Sulfidna) Sulfidi

H2SO3 Sumporasta (Sulfitna) Sulfiti

H2SO4 Sumporna (Sulfatna) Sulfati

H2S2O3 Tiosumporna (Tiosulfatna) Tiosulfati

H2S2O7 Pirosumporna (Dimeća ili Oleum) Pirosulfati

- Ugljik

H2CO3 Ugljična (Karbonatna) Karbonati

- Fosfor

H3PO3 Fosforasta (Fosfitna) Fosfiti

H3PO4 Fosforna (Fosfatna) Fosfati

- Organske

HCOOH Metanska (Mravlja)

CH3COOH Etanska (Octena)

pH vrijednost

- pH vrijednost kiseline je negativni logaritam od množinske koncentracije vodikovih iona u kiselini

- log ( )pH c H

- pH od krvi je 7,4 (±0,2)

- pOH je nešto što se mjeri kao 14-pH

- korisno log(2x10-3

) = 3-log(2)


Kiseline i baze

- baze

hidroksidi – spojevi s OH skupinom

metalni oksidi

metalni hidridi

NH3

- Arrheniusova teorija

kiseline sve tvari koje u vodenoj otopini povećavaju konc. H+ tj. oksonijevih iona (H3O

+)

baze sve tvari koje u vodenoj otopini povećavaju konc. OH- iona

- Brönstadova teorija

kiseline sve tvari koje u vodenoj otopini mogu dati proton (protondonori)

baze sve tvari koje u vodenoj otopini mogu primiti proton (protonakceptori)

- Lewisova teorija

kiseline sve tvari koje u vodenoj otopini mogu dati elektronski par (elektrondonor)

baze sve tvari koje u vodenoj otopini mogu primiti elektronski par (elektronakceptor)

- voda ima svojstvo i kiseline i baze – amfoterna je, tj. ima amfiprotonska svojstva (u isto vrijeme je i protodonor i akceptor)

- protoliza – prelazak vodika s jedne molekule na drugu (protolitičke reakcije)

- kutevi

između vodika u vodi – 104,5° (oblik V)

između vodika u oksonijevom ionu – 110° (oblik krnje piramide)

sve veze su jednako duge – 106 pm

Disocijacija kiselina

- disocijacija (ionizacija) – nastaju kation (oksonijev ion) i kiselinski ostatak

monoprotonske 4 2 3 4HClO H O H O ClO

o produkt – perklorni ion

diprotonske 2 4 2 3 4 2

2 4 2 3 42

4 2 3 4

2 0 2H SO H O H O HSO

H SO H H O SOHSO H O H O SO

o produkti – hidrogensulfatni, pa sulfatni ion

triprotonske

3 4 2 3 2 4

2 3

2 4 2 3 4 3 4 2 3 4

3

4 2 3 4

3 0 3

H PO H O H O H PO

H PO H O H O HPO H PO H H O PO

HPO H O H O PO

o produkti – dihidrogenfosfatni, hidrogenfosfatni, pa fosfatni ion

Jakost kiselina

- jakost se definira stupnjem ionizacija (tj. disocijacije) – α

- jakost ovisi o privlačnoj sili – što je ona veća između kationa i aniona, manji je broj H+ iona i kiselina je slabija

- ( )

( )

množina ioniziranih (disociranih) iona c H

ukupna množina c HA

α≈1 (jake)

- Perklorna (HClO4) najjača

- Jodidna (HI)


- Bromidna (HBr)

- Sumporna (H2SO4)

- Kloridna (HCl)

- Dušična (HNO3)

0,01< α>1 (srednje)

- Fluoridna (HF)

- Fosfatna (H3PO4)

- Sumporasta (H2SO3)

a<0,01 (slabe)

- Sumporovodična (H2S)

- Ugljična (H2CO3)

- HCN, CH3COOH, HNO2

Dobivanje kiselina

1. Otapanje halogenovodika u vodi

- samo HF, HCl, HBr i HI

- odlično se otapaju

- u plinovitom su stanju

( ) 2 ( ) ( )

( ) 2 ( ) ( )

( ) 2 ( ) ( )

( ) 2 ( ) ( )

g l aq

g l aq

g l aq

g l aq

HF H O HF

HBr H O HBr

HCl H O HCl

HI H O HI

2. Otapanje oksida nemetala u vodi

- oksidi nemetala – anhidridi – tvari koje u reakciji s vodom daju kiselinu ili lužini

2 2 2 3

2 2 2 3

3 2 2 4

4 10 2 3 4

2 7 2 4

2 5 2 3

2 2 3

6 4

2

2

3 2

CO H O H CO

SO H O H SO

SO H O H SO

P O H O H PO

Cl O H O HClO

N O H O HNO

NO H O HNO NO

3. Otapanje sumporovodika u vodi

- mislim da ovom metodom može nastati samo sumporovodična kiselina (H2S)

2 ( ) 2 ( ) 2 ( )g l aqH S H O H S

4. Iz soli u reakciji s kiselinom koja je jača nego kiselina koja se nalazi u soli

- ovo su samo primjeri, može biti jako puno tako nastalih kiselina

2 4 2 4

2 2 4 2 2 4

3 2 3 2

2 2NaCl H SO HCl Na SO

Na S H SO H S Na SO

CaCO HCl H CO CaCl


Hidroksidi

- opća formula - BOH

- B može biti metal ili amonijev ion (NH4+)

- primjeri hidroksida

prva skupina

o LiOH

o NaOH

o KOH…

druga skupina

o Mg(OH)2

o Ca(OH)2

o Sr(OH)2…

prijelazni metali

o Fe(OH)2, Fe(OH)3, Zn(OH)2, Al(OH)3…

amonijev hidroksid – NH4OH

Disocijacija hidroksida

- lužina – vodena otopina hidroksida

- hidroksidi nisu elektroliti, a lužine jesu

- primjeri disocijacije:

2

2

2

2

2

2

2

2

3

3

4 4

( ) 2

( ) 2

( ) 3

H O

H O

H O

H O

Ca OH Ca OH

Mg OH Mg OH

Al OH Al OH

NH OH NH OH

Jakost lužina

- ovisi o broju OH- iona

- izražava se prema stupnju disocijacije (α)

- ( )

( )

množina ioniziranih (disociranih) iona c OH

ukupna množina c BOH

Jake lužine

- 1. skupina (bez LiOH)

NaOH

KOH

RbOH

CsOH najjača

- 2. skupina (ali bez Be(OH)2 i Mg(OH)2 jer su one slabe)

Ca(OH)2

Sr(OH)2


Ba(OH)2

Slabe lužine

- NH4OH i AL(OH)3

- Be(OH)2 i Mg(OH)2

- LiOH

Soli

- spojevi koji se sastoje B + A

- B = metal ili amonijev ion (NH4+), tj. ono što dobijemo iz lužine kad joj maknemo OH skupinu

- A = kiselinski ostatak, ono što dobijemo iz kiseline kad joj maknemo vodikov kation (H+)

- ako nastane sol koja u sebi ima H, zovemo ju kiselom soli

- ako nastane sol koja u sebi ima OH, zovemo ju bazičnom soli

- soli s vodikom – primarne soli

- potpuno neutralizirane soli – sekundarne soli

- neutralizacija – proces u kojem iz kiseline i lužine nastanu sol i voda

- pH vrijednost soli:

ako su u soli dio od jake lužine i dio od jake kiseline, pH = 7

ako su u soli dio od jake lužine i dio od slabe kiseline – treba hidroliza, pH>7

ako su u soli dio od slabe lužine i dio od jake kiseline – treba hidroliza, pH<7

Hidroliza

događa se kada se sol sastoji od slabe kiseline i jake lužine ili obrnuto

tada nakon što napišemo jednadžbu disocijacije, slabio dio soli (dakle metal, amonijev ion ili kiselinski ostatak) spojimo

sa vodom u obliku H+OH

- (isto što i H2O)

ako sa H+OH

- spajamo slabi dio kis., on će se spoijti sa H

+ i ostat će nam suvišak OH

- i tada je otopina lužnata, a pH>7

ako sa H+OH

- spajamo slabi dio lužine, on će se spojiti sa OH

- i ostat će nam suvišak H

+ i tada je otopina kisela, a pH<7

Primjeri:

o za lužnatu otopinu

2 2 2

- - -

2 2

0

)

7

)

iz izjake slabelužine kiseline

2

-

K NO H K NO

slabi dio (NO spajamo s vodom

NO H OH HNO OH pH

budući da je ostalo u suvišku hidroksidne skupine (...+OH

otopina je lužnata, a pH>7

o za kiselu otopinu

4 3 2 4 3

-

4 4

0

)

7

)

iz izslabe jakelužine kiseline

4

+

NH NO H NH NO

slabi dio (NH spajamo s vodom

NH H OH NH OH H pH

budući da je ostalo u suvišku kationa vodika (...+H

otopina je kisela, a pH<7


Dobivanje soli

1. Direktna sinteza metala i nemetala

2 3

2 2

2

2 3

2

2 2

Al Cl AlCl

Zn Br ZnBr

Na Cl NaCl

2. Metal + Kiselina Sol + H2

2 2

2 4 2 4 3 2

2

2 3 ( ) 3

Mg HBr MgBr H

Al H SO Al SO H

3. Metalni oksid + Kiselina Sol + H2O

2 3 3 2

2 4 4 2

6 2 3Al O HCl AlCl H O

CaO H SO CaSO H O

4. Nemetalni oksid + Lužina Sol + H2O

2 2 3 22CO NaOH Na CO H O

5. Neutralizacija – Kiselina + Lužina Sol + H2O

2

2

NaOH HCL NaCl H O molekulski oblik

NaOH HCL Na OH H Cl Na Cl H O ionski oblik

Puferi

- puferi su ili

smjese slabih kiselina i njihovih soli – kiseli puferi

smjese slabih lužina i njihovih soli – lužnati puferi

- djeluju po principu pomaka kemijske ravnoteže u smjeru nastajanja slabe kiseline/lužine

- neutraliziraju višak kiseline ili višak lužine

- puferi u organizmu

karbonatni

o hidrogenkarbonatni ion HCO3-

i karbonatni ion CO32-

fosfatni

o dihidrogenfosfatni ion H2PO4-

i hidrogenfosfatni ion HPO42-

Kiseli pufer

- 4 3 3

3 3

3

3

CH COOH i CH COONa

1 : 1

sa soli (CH COONa) mora reagirati neka kiselina, npr. HCl CH COONa HCL CH COOH NaCl

sa kiselinom (CH COOH) mora reagirati neka lužina, npr. NaOH 3 3 2 CH COOH NaOH CH COONa H O

- još jedan primjer – H2CO3 i KHCO3

Lužnati pufer

-

4

4 4

4 4 2

4

4

4

NH Cl i NH OH

1 : 1

sa soli (NH Cl) mora reagirati neka lužina, npr. NaOH NH Cl NaOH NH OH NaCl

sa lužinom (NH OH) mora reagirati neka kiselina, npr. HCl NH OH HCl NH Cl H O

- još jedan primjer – NH4OH i (NH4)2SO4


- ali npr. HNO3 i NaNO3 nije nikakav pufer - čim je HNO3 jaka kiselina, ne može bit pufer

Primjeri raznih stvari za vježbu

- predloži metode dobivanja ovih kiselina

Kiselina Dobivanje Metoda

H2SO4 SO3 + H2O H2SO4 otapanjem oksida nemetala u vodi

HCl 2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl iz soli u reak. s kis. koja je jača od kis. u soli

HCl(g) + H2O HCl(aq) otapanjem halogenovodika u vodi

HNO3 N2O5 + H2O 2HNO3 otapanjem oksida nemetala u vodi

3NO2 + H2O 2HNO3 + NO otapanjem oksida nemetala u vodi

HClO4 Cl2O7 + H2O 2HClO4 otapanjem oksida nemetala u vodi

H3PO4 P4O10 + H2O 4H3PO4 otapanjem oksida nemetala u vodi

H2S H2S(g) + H2O H2S(aq) otapanjem sumporovodika u vodi

H2CO3 CO2 + H2O H2CO3 otapanjem oksida nemetala u vodi

- prikaži metode dobivanja ovih lužina

Ca(OH)2 CaO + H2O Ca(OH)2 otapanjem oksida metala u vodi

Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2 otapanjem metala u vodi, nastaju hidroksid i vodik

NaOH Na2O + H2O 2NaOH otapanjem oksida metala u vodi

2Na2O2 + 2H2O 4NaOH + O2 otapanjem natrijeva peroksida u vodi

KOH 4KO2 + 2H2O 4KOH + 3O2 otapanjem kalijeva superoksida u vodi

NH4OH NH3 + H2O NH4OH otapanjem amonijaka u vodi

Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 2Al(OH)3 otapanjem oksida metala u vodi

- prikaži metode dobivanja ovih soli

(NH4)2SO4 2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 amonijak + kiselina = sol

Ca(H2PO4)2 Ca(OH)2 + H3PO4 Ca(H2PO4)2 + H2O kiselina + lužina = sol + voda

NH4Cl NH4NO3 + NaCl NaNO3 + NH4Cl zamjena soli ili tako nešto, ne znam točno ime

KHCO3 KOH + H2CO3 KHCO3 + H2O kiselina + lužina = sol + voda

- koji su produkti ovih reakcija

AgNO3 + KI AgNO3 + KI AgI + KNO3

Na2O + 2HCl Na2O + 2HCl 2NaCl + H2O

CO2 + 2KOH CO2 + 2KOH K2CO3 + H2O

CO2 + Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

SO3 + Ca(OH)2 SO3 + Ca(OH)2 CaSO4 + H2O

Mg(OH)2 + 2HNO3 Mg(OH)2 + 2HNO3 Mg(NO3)2 + 2H2O

2H3PO4 + Al2O3 2H3PO4 + Al2O3 2AlPO4 + 3H2O

Primjer neutralizacije po stupnjevima

3 2

2 3 3 2

2 3 3 2 2

3 3 3 2 2

2 2

2 3

( )

( ) ( )( ) ( ) 2

( ) ( ) 2

:

( ) 2( ) 2 2 3 2 3 2( )

Mg NO

Mg OH HNO Mg OH NO H OMg OH HNO Mg NO H O

Mg OH NO HNO Mg NO H O

ionskioblik

Mg OH HNO Mg OH H NO Mg NO OH2

3 2 2

2

2 ( ) 2

H O

H Mg NO H O

jedigovnaskribd

Documents