vodeni rastvori soli
Post on 23-Feb-2018
247 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
1/14
VODENI RASTVORI SOLI
Kiselo-bazna reakcija vodenih rastvora soli
Hidroliza (protolitika reakcija)
- pH vodenih rastvora soli koje hidrolizuju
- stepen hidrolize- koncentracije jona u rastvoru soli koja hidrolizuje
- pH rastvora vs koncentracija soli
- pospeivanje i suzbijanje hidrolize
1
13 i 16-11-2015
Gordana Popovi
Soli u vodenom rastvoru disosuju na jone (katjone i anjone)
- u razblaenim rastvorima disocijacija soli je potpuna
2
Kiselo-bazne osobine vodenih rastvora soli
Kiselost (baznost) vodenog rastvora soli zavisi od kiselo-baznih
osobina njenih jona
Joni soli u vodenom rastvoru mogu da deluju kao:
- kiseline
- baze
- ne utiu na pH
Hidrolizuju soli nastale iz:
- jakih baza i slabih kiselina
- slabih baza i jakih kiselina
- slabih baza i slabih kiselina
Hidroliza: reakcija jona soli sa vodom pri emu nastaje
slaba kiselina i/ili slaba baza
Ne hidrolizuju sve soli!
1. Soli jakih baza i jakih kiselina
2. Soli jakih baza i slabih kiselina
3. Soli slabih baza i jakih kiselina
4. Soli slabih baza i slabih kiselina
3
NORMALNE (neutralne) SOLI
HIDROGEN (kisele) SOLI HIDROKSID (bazne) SOLI
Plan predavanja
1. SOLI JAKIH BAZA I JAKIH KISELINA
H2O H+ + OH-
Na+ i Cl- ne reaguju sa vodom
- ne remete H+ - OH- ravnoteu u vodi
- ne utiu na pH
Primeri soli iji vodeni rastvor reaguje neutralno:
NaNO3, KCl, NaI, NaBr, KClO
4, KMnO
4
NaCl Na+ + Cl-H2O
100 %Normalne soli
jaka kiselina/jaka baza
Neutralan
vodeni rastvor
4
NORMALNE (neutralne) SOLI
Joni koji ne reaguju sa vodom:
anjoni: Cl , Br , I , NO3, ClO
3, ClO
4, MnO4
-
katjoni: Li+, Na+, K+, Rb+, Sc+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ag+
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
2/14
2. SOLI JAKIH BAZA I SLABIH KISELINA - HIDROLIZA ANJONA
Na primeru NaCH3COO
Na+je pratei jon (posmatra), ne reaguje sa jonima vode
(ne utie na promenu pH)
CH3COO- vezuje H+jone vode pri emu nastaju molekuli slabe
kiseline CH3COOH
Zbog vika OH-jona rastvor reaguje bazno
5
NaCH3COO Na+ + CH
3COO-
H2O OH- + H+
H2O
100 %
CH3COOH
Pomeranje ravnotee
(Le Chatelier princip)
CH3COO- + H
2O OH- + CH
3COOH
b-3
3h K
]COO[CH
]COOH][OH[CHK ==
Kb
- bazna konstanta (po protolitikoj teoriji)
Jednaina hidrolize acetatnog jona (anjona)
Konstanta ravnotee
Kh - kanstanta hidrolize (tradicionalno)
rastvor reagje !a"no!a"a
(anjon)
#
U sutini protolitika reakcija tradicionalno se naziva hidroliza
a
wbh
K
KKK ==
10
5-
-14
COOH)(CHa
w
)COO(CHh)COO(CHb106,5
101,8
10
K
KKK
3
-3
-3
=
===
pH u rastvoru solijakih baza i slabih kiselina
$
CH3COO- + H
2O OH- + CH
3COOH
cK][OH)COO(CHb
-3
=
a
wb
K
KK =
cK
K][OH
COOH)(CHa
w
3
=
Ako je % hidrolize < 5%
!a"a
logc
2
1pK
2
1pK
2
1pH aw ++=
Logaritmovan oblik jednaine:
Ako je % hidrolize > 5%
2
cK4KK-][OH
b
2
bb ++=
Kb anjona se obino ne navodi u
tabelama ve se izraunava na
osnovu Ka
konjugovane kiseline
][OH]COO[CH anohidrolizov-
3
=c]COO[CH pocetno
-
3 =
c
][OHh
=
Stepen hidrolize (h) solijakih baza i slabih kiselina
CH3COO- + H2O OH
- + CH3COOH
Terminologija: % hidrolize stepen hidrolize (%)
pocetno-
3
anohidrolizov-
3
]COO[CH
]COO[CHh=
100
c
][OHh(%) =
(h = 0 1)
(% hidrolize = 0 -100 %)
%
Definicija:
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
3/14
Stepen hidrolize (h) vs konstanta hidroliza (Kh)
cK][OH h=
c
][OHh
=cKhc h=
cKh h=
h zavisi od temperature i koncentracije:
manje c vee h
vee c manje h
Kh zavisi od temperature
Pitanje. & 'om rastvor je vei stepen hiroli"e ,1 mol*l +aC3C-- ili ,1 mol*l +aC3C-- .
/ 1
Primer 1. Izraunati pH, procenat hidrolize i koncentraciju svih jona u 0,1 mol/l KCN.
pH rastvora
Jednaina hidrolize
11
Koncentracija svih jona u rastvoru 0,1 mol/l KCN
% Hidrolize
Uticaj koncentracije anjona na pH rastvora solijake baze i slabe kiseline
0onstanta, ne "avisi o 'oncentracije
-- A)(AbcK][OH =
vee c vea [H-], bazniji rastvor (vee pH)
manje c manja [H-], manje bazan rastvor (manje pH)
[OH-] direktno proporcionalna koncentraciji anjona (soli):
12
razblaenje smanjenje koncentracije
(razblaenje: dodatak vode ili rastvora druge supstance sa kojom data
so ne reaguje)
Pitanje. 0oli'o je p rastvora +aC3C-- pri veli'om (!es'onanom) ra"!laenj.
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
4/14
a) 0,1 M NaCH3COO
b) 0,1 M Ca(CH3COO)2c) 0,2 M NaCH
3COO
NaCH3COO Na+ + CH3COO
-
Ca(CH3COO)2 Ca2+ + 2CH3COO
-
CH3COO-
+ H2O
OH-
+ CH3COOH
Primer 2. Predvideti reakciju vodenih rastvora i uporediti pH (>, 7
-3
-3 COOCH)COO(CHb
cK][OH =
a) 0,1 M NaCH3COO
b) 0,1 M Ca(CH3COO)2
c) 0,2 M NaCH3COO
14
Koncentracija acetatnog jona:
=-3COOCH
c
=-3COOCHc
=-3COOCH
c
15
Kiselina Ka
C6H5COOH 6,310-5
HCN 410-10
H3PO4H2PO4
-
HPO42-
7,510-3 (Ka1)
6,210-8 (Ka2)
4,810-13 (Ka3)
Primer 4. Poreenje (>,
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
5/14
Pospeivanje hidrolize solijakih baza i slabih kiselina
CH3COO- + H
2O OH- + CH
3COOH
razblaivanje rastvora (dodatak vode) poveanje temperature (zagrevanje rastvora) vezivanje OH-jona (npr. dodatak kiseline)
1$
H+ + Cl-
H2O
Pomeranje ravnotee
Dodatak kiseline (HCl) u rastvor NaCH3COO:
(Le Chatelier princip)
Suzbijanje hidrolize solijakih baza i slabih kiselina
1%
koncentrovanje rastvora (isparavanje vode) sniavanje temperature (hlaenje rastvora) poveanje koncentracije OH-jona (dodatak baze)
CH3COO- + H
2O OH- + CH
3COOH
pomeranje ravnotee
Dodatak baze (NaOH) u rastvor NaCH3COO:
(Le Chatelier princip)Na+ + OH-
ticaj "ajeni'og jona
1/
Primer 3. Kako na hidrolizu KCN utie: dodatak HCl, KOH, KCl, H2O
zagrevanje
hlaenje
K+ + CN- + H2O K+ + OH- + HCN
HCl
H
+
+ Cl
-
KOH K+ + OH-
KCl K+ + Cl-
H2O (razblaenje)
zagrevanje
hlaenje
2
3. SOLI SLABIH BAZA I JAKIH KISELINA - HIDROLIZA KATJONA
NH4Cl NH4+ + Cl-
H2O OH- + H+
H2O
100 %
NH3 + H2O
Pomeranje ravnotee
Cl- ne reaguje sa jonima vode - ne utie na promenu pH
NH4+ vezuje OH- vode pri emu nastaju molekuli slabe baze NH3
Zbog vika H+jona rastvor reaguje kiselo
(Le Chatelier princip)
Na primeru NH4Cl
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
6/14
21
NH4
+ + H2O NH3 + H3O
+
][NH
]][H[NHKK
4
3ah +
+
==
Ka - kiselinska konstanta (protolitika teorija)
Jednaina hidrolize amonijum jona (katjona)
Konstanta ravnotee
Kh - kanstanta hidrolize (tradicionalno)
rastvor reagje 'iselo'iselina
('atjons'a)
NH4+ NH3 + H
+
Pojednostavljeno:
b
wah
K
KKK ==
10
5-
-14
)(NHb
w
)(NHa)(NHh106,5
101,8
10
K
KKK
3
44
=
=== ++
cK][H)(NHa 4
+=+
cK
K][H
)(NHb
w
3
=+
22
Logaritmovan oblik jednaine:
logc2
1
pK2
1
pK2
1
pH bw =
Neophodni parametri za izraunavanje pH rastvora soli SB-JK:
koliinska koncentracija katjona (soli) Kb vrednost slabe baze
b
wa
K
KK =
Ka katjonske kiseline se obino ne
navodi u tabelama ve se izraunava
na osnovu Kb konjugovane baze
pH u rastvoru solislabe baze i jake kiseline
Ako je % hidrolize < 5%
][H][NH anohidrolizov4 ++ =
c][NH pocetno4 =+
Stepen hidrolize (h) solislabe baze i jake kiseline
c
][Hh
+
=
pocetno4
anohidrolizov4
][NH
][NHh
+
+
=
100c
][Hh(%) =+
(h = 0 1)
(% hidrolize = 0 -100 %)
23
NH4+ H+ + NH
3
Definicija:
Stepen hidrolize (h) vs konstanta hidroliza (Kh)
cK][H h=+
c
][Hh
+
=
cKhc h=
c
Kh h=
h zavisi od temperature i koncentracije:
manje c vee h
vee c manje h
Kh zavisi od temperature
Pitanje. & 'om rastvor je vei stepen hiroli"e ,1 mol*l +4Cl ili ,1 mol*l +4Cl.
24
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
7/14
Uticaj koncentracije katjona na pH rastvora solislabe baze i jake kiseline
0onstanta, ne "avisi o 'oncentracije
++=+
44 NH)(NHacK][H
vee c vea [H+], kiseliji rastvor (manje pH)
manje c manja [H+], manje kiseo rastvor (vee pH)
[H+] direktno je proporcionalna koncentraciji katjona:
25Pitanje. 0oli'o je p rastvora +4Cl pri veli'om (!es'onanom) ra"!laenj.
razblaenje rastvora smanjenje koncentracije soli
a) 0,1 mol/l NH4Cl
b) 0,1 mol/l (NH4)2SO4c) 0,2 mol/l NH
4Br
Primer 5. Predvideti reakciju (kiselo, bazno, neutralno) vodenih rastvora sledeih soli i
uporediti stepen hidrolize i pH (, =):
2#
a) NH4Cl NH
4+ + Cl-
b) (NH4)2SO4 2NH4+ + SO4
2-
c) NH4Br NH
4+ + Br-
Primer 6. Izraunati pH, procenat hidrolize i koncentraciju svih jona u0,1 mol/l NH4Cl.
2$
pH rastvora:
Jednaina hidrolize:
% hidrolize
2%
Koncentracija svih jona u rastvoru 0,1 M NH4Cl
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
8/14
Pospeivanje hidrolize solislabe baze i jake kiseline
NH4+ H+ + NH
3
razblaivanje rastvora (dodatak vode) poveanje temperature (zagrevanje rastvora) vezivanje H+jona (npr. dodatak baze)
2/
OH- + Na+
H2O
Pomeranje ravnotee
Dodatak baze (NaOH) u rastvor NH4Cl:
(Le Chatelier princip)
Suzbijanje hidrolize solislabe baze i jake kiseline
3
koncentrovanje rastvora (isparavanje rastvaraa) sniavanje temperature (hlaenje rastvora) poveanje koncentracije H+jona (dodatak kiseline)
NH4+ NH
3+ H+
pomeranje ravnotee
Dodatak kiseline (HCl) u rastvor NH4Cl:
(Le Chatelier princip)
H+ + Cl-
ticaj "ajeni'og jona
31
Primer 7. Kako na hidrolizu NH4Br utie: dodatak HCl, KOH, KCl, H2O
zagrevanje
hlaenje
HCl H+ + Cl-
KOH K+ + OH-
KCl K+ + Cl-
H2O (razblaenje)
zagrevanje
hlaenje
NH4
+ + Br- NH3
+ H+ + Br-
32
3a. Soli koje sadre mali katjon metala velikog naelektrisanja(npr. Al3+, Fe3+, Fe2+, Cr3+)
Vodeni rastvori ovih soli sa jakim kiselinama reaguju kiselo:
AlCl3, Al2(SO4)3, Al(NO3)3, FeSO4, FeCl3, ...
U vodenom rastvoru joni metala su hidratisani:
[Al(H2O)6]3+
[Fe(H2O)6]2+
[Fe(H2O)6]3+
AlCl3 Al3+ + 3Cl-
[Al(H2O)6]
3+
+ H2O
[AlOH(H2O)5]
2+
+ H3O
+
5
3
62
2
52a 1021
]O)[Al(H
]][HO)[AlOH(HK
+
++
== ,
Hidrolza hidratisanog katjona:
Disocijacija:
'iselina
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
9/14
33
Al
OH
H2O
H2O
OH2OH2
OH2
2+
+ H2O + H3O+
Elektronski par
pomeren od atoma
kiseonika prema Al3+
Al
O
H2O
H2O
OH2OH2
OH2
H H3+
+ +
hidratisan Al3+
oslabljena veza O-H
donor protona - kiselina
Al3+ + H2O AlOH2+ + H+
Uobiajeno skraeno prikazivanje hidrolize jona metala:
cK][H a=+
34
Katjon Jonski radijus(A)
Hidratisan katjon Ka
Na+ 1,16 [Na(H2O)6]+ ? 1,010-14
Mg2+ 0,85 [Mg(H2O)6]2+ 3,010-12
Al3+ 0,68 [Al(H2O)6]3+ 1,210-5
Fe2+
0,76 [Fe(H2O)6]2+
3,010-10
Fe3+ 0,64 [Fe(H2O)6]3+ 4,010-3
Co2+ 0,74 [Co(H2O)6]2+ 5,010-10
Co3+ 0,63 [Co(H2O)6]3+ 1,710-2
Katjoni iste periode:
manji katjon veeg naelektrisanja jaa kiselina
Katjoni istog elementa razliitog oksidacionog stanja:manji katjon veeg naelektrisanja jaa kiselina
Hidrolza hidratisanog jona metala:
u veini sluajeva odvija se samo u prvom stupnju
u nekim sluajevima se uspostavljaju veoma sloene ravnotee (polimerizacija) mogu da nastanu teko rastvorljivi hidroksidi ili bazne soli (hidroksid-soli)
Tablini podaci. Ka vrednosti hidratisanih jona metala
35
Primer 8. Izraunati pH, procenat hidrolize i koncentraciju svih jona u 0,1 mol/l AlCl3.
Jednaina hidrolize:
pH rastvora:
3#
Koncentracija svih jona u 0,1 mol/l AlCl3 rastvoru:
% hidrolize:
P i 9 P j ( ) H t li l bih b i j kih ki li i tih
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
10/14
3$
Primer 9. Poreenje (>, Ka
NH4CH3COO
NH4NO2
5
COOH)(CHa 108,1K 3=
5
)(NHb 1081K 3= ,
5
)(NHb1081K
3
= ,
4
)(HNOa 1054K 2= ,
NH4CN 10(HCN)a 104K =5
)(NHb 1081K 3
= ,
VODENI RASTVORI HIDROGEN SOLI
-
7/24/2019 Vodeni rastvori soli
11/14
41
VODENI RASTVORI HIDROGEN SOLI
nazivaju se i kisele soli soli poliprotinih kiselina sadre anjone HA-, H
2
A-, HA2-
anjonske baze (primaju proton) rastvor reaguje bazno
U vodenom rastvori ovi anjoni mogu da budu:
anjonske kiseline (daju proton) rastvor reaguje kiselo
HA- H+ + A2-
HA- + H2O H2A + OH- (hiroli"a)
ili
NaHSO4, NaHCO3, NaH2PO4, Na2HPO4, NaHS
42
Kako e se ponaati u vodenom rastvoru zavisi da li je anjon jaa
kiselina ili baza:
ako je Ka (HA-) > Kb (HA-) rastvor reaguje kiselo
ako je Ka (HA-) = Kb (HA-) rastvor reaguje neutralno
ako je Ka (HA-) < Kb (HA-) rastvor reaguje bazno
Napomena.Pravite ra"li' i"me 'iselo!a"ne rea'cije voenog rastvora hirogensoli i rea'cije soli sa
oatim 'iselinama i !a"ama oeni rastvor same6 hirogensoli moe a !e 'iseo ili !a"an, a s
o!"irom a sari am7oterni anjon moe a reagje i sa Cl i sa +a- (a'o se oaj rastvor soli)
43
NaHSO4 Na+ + HSO4
- (disocijacija soli)
NaHSO4
HSO4- H+ + SO4
2-
'iselina
2
)(HSOa1021K
4
= ,
17
3
14
)SO(Ha
w
)(HSOb10
10
10
K
KK
42
-4
===
Ka > Kb HSO4-jaa kiselina nego baza
H2SO4 Ka1~103
Ka2 = 1,210-2
HSO4- + H2O OH
- + H2SO4!a"a
ili
jaka kiselina
Potvrda:
Vodeni rastvor NaHSO4 reaguje kiselo
44
NaHCO3
NaHCO3
8 Na+ + HCO3-
HCO3- H+ + CO3
2-
11
4
14
)CO(Ha
w
)(HCOb107,7
103,110
KKK
32
-3
=
==HCO3- + H2O OH
- + H2CO3
11
)(HCOa106,4K -
3
=
)(HCOb)(HCOa-
3-
3
KK
top related