Binarna neorganska Složena neorganska jedinjenja -...

Ne postoji precizna podjela neorganskih jedinjenja

PODJELA NEORGANSKIH JEDINJENJA

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Binarna neorganska jedinjenja

hidridi

boridi

oksidi

karbidi

sulfidi itd.

Složena neorganska jedinjenja

kiseline

baze

soli

Ne postoji precizna podjela neorganskih jedinjenja

PODJELA NEORGANSKIH JEDINJENJA

Binarna neorganska jedinjenja

hidridi

boridi

oksidi

karbidi

sulfidi itd.

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

HIDRIDIJedinjenja H sa drugim elementima

Hidridi metala

LiH, NaH, KH, CaH2, SrH2, BaH2….

Ca(s) + H2(g)→CaH2(s)

-1

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

HIDRIDIJedinjenja H sa drugim elementima

Hidridi metala

LiH, NaH, KH, CaH2, SrH2, BaH2….

H-(aq) + H2O(l)→H2(g) + OH-(aq)

-1

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

HIDRIDIJedinjenja H sa drugim elementima

Hidridi metala

LiH, NaH, KH, CaH2, SrH2, BaH2….

LiH(s) + H2O(l) → LiOH(s) + H2(g)

-1

CaH2 H2

Promjena boje indukuje

prisustvo OH-

H2O sa pH indikatorom

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

HIDRIDIJedinjenja H sa drugim elementima

Hidridi nemetala

HCl, H2O, NH3, CH4

+1

neutralni

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

HIDRIDIJedinjenja H sa drugim elementima

Hidridi nemetala

HCl, H2O, NH3, CH4

+1

slabe baze

NH3(g) + H2O(l) ⇄ NH4+(aq) + OH-(aq)

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

HIDRIDIJedinjenja H sa drugim elementima

Hidridi nemetala

HCl, H2O, NH3, CH4

+1

slabe kiseline

H2S(g) + H2O(l) ⇄ H3O+(aq) + HS-(aq)

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

HIDRIDIJedinjenja H sa drugim elementima

Hidridi nemetala

HCl, H2O, NH3, CH4

+1

Jake kiseline

HCl(g) + H2O(l) → H3O+(aq) + Cl-(aq)

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

Neutralni oksidi

N2O, NO, CO

-2

Ne reaguju ni sa kiselinama ni sa bazama

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

Kiseli oksidi

N2O5, CO2, SO3, SO2, P2O5, Cl2O7...

-2

Anhidridi kiselina

CrO3, Mn2O7...(visok oksidacioni broj metala)

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

Kiseli oksidi

N2O5, CO2, SO3, SO2, P2O5, Cl2O7...

-2

Reaguju sa bazama, baznim i amfoternim oksidima, u vodi daju kiselu reakciju

CrO3, Mn2O7...(visok oksidacioni broj metala)

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

Kiseli oksidi

Reaguju sa bazama, baznim i amfoternim oksidima, u vodi daju kiselu reakciju

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

Bazni oksidi

Li2O, K2O, MgO, CaO, NiO..

Anhidridi baza

-2BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

Bazni oksidi

Reaguju sa kiselinama, kiselim i amfoternim oksidima, u vodi daju baznu reakciju

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

Bazni oksidi

Reaguju sa kiselinama, kiselim i amfoternim oksidima, u vodi daju baznu reakciju

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

Amfoterni oksidi

-2

Imaju osobine i baznih i kiselih oksida

Al2O3, ZnO, BeO, PbO, As2O3, SnO, Cr2O3 ....

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

Amfoterni oksidi

Reaguju i sa kiselinama i sa bazama

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

ba

zni k

ara

kte

r ok

sid

a ra

ste

Kiselost oksida raste

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Ako element gradi više oksida:

kiseli karakter je najjače izražen kod oksida u kome je element u najvišem oksidacionom stanju

As2O3 – amfoteran i As2O5 - kiseo

Ako metal gradi više oksida:

CrO – bazni, Cr2O3 – amfot. CrO3 - kiseo

OKSIDIJedinjenja O sa drugim elementima

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

PEROKSIDI

-1

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

SUPEROKSIDI

-1/2

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

SUPEROKSIDI

-1/2Reaktivni metali

K, Rb, Cs..

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

PODJELA NEORGANSKIH JEDINJENJA

Binarna neorganska jedinjenja

hidridi

boridi

oksidi

karbidi

sulfidi itd.

Složena neorganska jedinjenja

kiseline

baze

soli

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Neke definicije

• Arenijusova teorija kiselina i baza

– Kiseline: supstance koje disocijacijom u vodenom rastvoru od pozitivnih jona daju isključivo H+ (H3O+) jon

– Baze: supstance koje disocijacijom u vodenomrastvoru od negativnih jona daju isključivo OH-

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Neke definicije

• Brensted-Lourijeva teorija

– Kiseline: Proton donori

– Baze: Proton akceptori

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Brensted-Lourijeve kiseline

…moraju imati (kiseli) proton koji mogu otpustiti.

Brensted-Lourijeve baze

…moraju imati par nevezivnih elektrona.

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Ako postoji oboje

...to su amfoliti.

HCO3−

HSO4−

H2O

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• Voda se ponaša kao Brensted-Lourijevabaza i vezuje proton (H+) iz kiseline

• Kao rezultat, formira se konjugovana baza kiseline i hidronijum jon

KISELINE I BAZE

Šta se dešava kada se kiseline rastvore u vodi?

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• Od latinske riječi conjugare, što znači “udružiti se.”

• Proizvod reakcija kiselina i baza su uvijek njihove konjugovane kiseline i baze.

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Jačina kiselina i baza

• Jake kiseline u vodi disosuju potpuno.– Njihove konjugovane baze

su prilično slabe.

• Slabe kiseline u vodi djelimično disosuju.

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• Supstance sa zanemarljivim aciditetom ne disosuju u vodi.– Njihove konjugovane baze su

izuzetno jake.

KISELINE I BAZE

Jačina kiselina i baza

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

KISELINE I BAZE

Jačina kiselina i baza

HCl(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl−(aq)

K>>1

C2H4O2(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + C2H3O2−(aq)

K<1

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• Kao što smo vidjeli, voda je amfolit.

• U čistoj vodi neki molekuli se ponašaju kao baze, a neki kao soli.

• Autojonizacija ili autoprotoliza.

H2O(l) + H2O(l) H3O+(aq) + OH−(aq)

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Jonski proizvod vode

• Konstanta disocijacije vode je

Kc = [H3O+] [OH−]

• Ova specijalna konstanta ravnoteže se nazivajonski proizvod vode, Kw.

• Na 25°C, Kw = 1.0 10−14

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

pH

pH negativan dekadni logaritam koncentracije hidronijum jona izražene brojem mola H+ jona po jedinici zapremine rastvora

pH = −log [H3O+]

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• U čistoj vodi,

Kw = [H3O+] [OH−] = 1.0 10−14

• Pošto je u čistoj vodi [H3O+] = [OH−],

[H3O+] = (1.0 10−14)1/2 = 1.0 10−7

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• Dakle, u čistoj vodipH = −log (1.0 10−7) = 7.00

• U kiselinama je [H3O+] veća nego u čistoj vodi, pH <7• U bazama je [H3O+] manja nego u čistoj vodi,pH >7.

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• “p” u pH znači negativan logaritam od količine (u ovom slučaju, hidronijum jona).

• Slične vrijednosti su:

– pOH −log [OH−]

– pKw −log Kw

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Zato što je

[H3O+] [OH−] = Kw = 1.0 10−14,

Znamo da je

−log [H3O+] + −log [OH−] = −log Kw = 14.00

ili, drugim riječima,

pH + pOH = pKw = 14.00

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Za precizna mjerenja koristimo

pH-metar.

KISELINE I BAZE

Kako mjerimo pH?

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• Za manje precizna mjerenja možemo koristiti

– Lakmus papir

• “crveni” promijeni boju u plavu ~pH = 8

• “plavi” promijenu boju u crvenu~pH = 5

– Indikatore

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Jake kiseline

• HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO3, HClO4.

• Jaki elektroliti u vodenim rastvorima postoje u vidu jona.

• Za monoprotonske jake kiseline,

[H3O+] = [kiseline].

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

KISELINE I BAZE

NAJČEŠĆE KORIŠĆENE KISELINE

Jake kiseline Slabe kiseline

Formula Naziv Formula Naziv

HCl Hloridna HCN Cijanidna

HBr Bromidna H2CO3 Karbonatna

HI Jodidna H2S Sulfidna

HNO3 Nitratna CH3COOH Acetatna

HClO4 Perhloratna H3BO3 Boratna

H2SO4 Sulfatna

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Prema broju vodonikovih atoma: - monoprotične (monobazne)

HCN, HCl, HNO3, HI ...

- diprotične (dvobazne)H2S, H2SO3, H2CO3 ...

- triprotične (trobazne)H3PO4, H3AsO4 ...

Izuzetak: H3PO3 – fosfitna kiselina, diprotična – H2PHO3.

H2PHO3 ⇄ H+ + HPHO3-

HPHO3- ⇄ H+ + PHO3

2-

KISELINE I BAZE

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• Jake baze su vodeni rastvori hidroksida alkalnih i zemnoalkalnih metala (Ca2+, Sr2+, Ba2+).

• Opet, i ove supstance u vodi disosuju potpuno.

KISELINE I BAZE

Jake baze

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

PODJELA NEORGANSKIH JEDINJENJA

Binarna neorganska jedinjenja

hidridi

boridi

oksidi

karbidi

sulfidi itd.

Složena neorganska jedinjenja

kiseline

baze

soli

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

SOLI

• Soli su supstance koje nastaju zamenom atoma vodonika u molekulu kiseline, atomima metala ili zamenomhidroksidnih grupa u molekulu baze anjonima kiseline

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

SOLI

Složene soli mogu biti:

neutralne, NaCl, Na2SO4, KNO3 ...

kisele, KHSO4, NaHCO3....

bazne, Mg(OH)Cl, Ca(OH)NO3...

dvogube (dvojne) KAl(SO4)2 x 12 H2O

kompleksne K4[Fe(CN)6]

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• Reakcije za dobijanje soli su:

– Reakcije neutralizacije

2 NaOH + H2SO4→ Na2SO4 + 2 H2O

– Reakcije kiselih i baznih oksida, kiselih i amfoternih oksida, baznih i amfoternih oksida

CaO + CO2 → CaCO3

SO3 + ZnO → ZnSO4

PbO + Na2O → Na2PbO2

SOLI

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• Reakcije za dobijanje soli su:

SOLI

–Reakcije soli slabijih kiselina sa jakim kiselinama

–Reakcije soli slabijih baza sa jakim bazama

–Reakcije baznih oksida sa kiselinama

CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl

NH4Cl + KOH → NH3 + H2O + KCl

CaO + 2HCl→ CaCl2 + H2O

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

• Reakcije za dobijanje soli su:

SOLI

–Reakcije kiselih oksida sa bazama

–Reakcije dvogube izmjene

SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O

NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Nastaju potpunom neutralizacijom kiselina i baza:

CaSO4, Mg3(PO4)2, BaCl2, CaCl2, NH4NO3, NaCl,

KNO3, KCN, NH4NO2, Na2HPO3, Al2(SO4)3 ....

2 KOH + H2SO4→ K2SO4 + 2 H2O

2 HNO3 + Ca(OH)2→ Ca(NO3)2 + 2 H2O

Neutralne (normalne) soli

SOLI

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Nastaju nepotpunom neutralizacijom poliprotičnih kiselina

NaHCO3, Ca(HCO3)2, Mg(HSO4)2, Mg(H2PO4)2, K2HPO4, NaHSO4 ....

Kisele soli

SOLI

H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

kisela so

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

od fosforne kiseline (H3PO4)dobijamo sledeće kisele soli:

• Natrijum-dihidrogenfosfat

(natrijum-primarni fosfat), NaH2PO4

• Natrijum-hidrogenfosfat

(natrijum-sekundarni fosfat), Na2HPO4

H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O

H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O

H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O

SOLI

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Nastaju nepotpunom neutralizacijom višekiselih baza

Al(OH)(NO3)2, Mg(OH)Cl, (CaOH)2SO4,

Ca(OH)NO3, (BaOH)3PO4 ...

Bazne soli

SOLI

Bazna so

Ca(OH)2 + HCl → CaOHCl + H2O

Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

iz feri-hidroksida, zamenom hidroksidnih grupna hloridom (anjon hlorovodonične kiseline) dobićemo:

• Gvožđe(III)-dihidroksihlorid, Fe(OH)2Cl

• Gvožđe(III)-hidroksihlorid, Fe(OH)Cl2

Fe(OH)3 + HCl → Fe(OH)2Cl + H2O

Fe(OH)3 + 2HCl → Fe(OH)Cl2 + 2H2O

Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O

SOLI

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA

Nastaju kristalizacijom iz rastvora dveju soli

M+M3+(SO4)2 ∙ 12 H2O

M+(Na+, K+, NH4+ ...

M3+(Al3+, Fe3+, Cr3+...)

Dvogube soli ovoga tipa – stipse

KAl(SO4)2 ∙ 12 H2O - kalijumova stipsa

DVOGUBE (DVOJNE) SOLI

KAl(SO4)2 ∙ 12 H2O→ K+ + Al3+ + 2 SO42- + 12 H2O

SOLI

BIOLOGIJA OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA