ANALITIČKA KEMIJA 1 SEMINAR - unizg.hr · HETEROGENE REAKCIJE 1. Izračunajte topljivost Hg 2 Cl 2 u vodi izraženu u mg/100 mL! 18 3 K PT 2 2 Hg Cl 1,3 10 M 2 2 2 2

SEMINAR IZ KOLEGIJA

ANALITIČKA KEMIJA I

Studij Primijenjena kemija

HETEROGENA RAVNOTEŽA

HETEROGENE REAKCIJE

1. Izračunajte topljivost Hg2Cl2 u vodi izraženu u mg/100 mL!

18 3

PT 2 2Hg Cl 1,3 10 MK

2

2 2 22

22 2 3

PT 2 2 2

187 3PT 33

7

u 100mL 3

4 4

u 100mL 3

Hg Cl Hg 2Cl

Hg Cl Hg Cl 2 4

1,3 106,88 10 mol/dm

4 4

mol g6,88 10 2 200,59 2 35,45

dm mol

g 100 03,25 10 3,25 10

dm

ss

K c c s s s

Ks

m s M

m

mg

100 0

2 mg3,25 10

1 m LL 00 m

HETEROGENE REAKCIJE

2. Izračunajte topljivost Ca(OH)2 u vodi izraženu u mg/100 mL!

6 3

PT 2Ca OH 5,5 10 MK

2

2 s

7

7

22 2 3

pt

6pt3 3

2 7

Ca OH Ca 2OH

POČ. 0 10

RAVN. 10 2 2

Ca OH 2 4

5,5 10

4 4

1,11 10 M Potvrđena ispravnost pretpostavke: 10 2 2 !!!

s s s

K c c s s s

Ks

s s s

2

u 100mL 3

u 100mL 3

mol g1,11 10 40,08 2 16,00 2 1,01

dm mol

g 1000 mg0,823 0,823

dm 1000

mg82,3

10mL 0 mL

m s M

m

HETEROGENE REAKCIJE

3. Izračunajte topljivost Zn(OH)2 (mg/100 mL) u:

a) 1 M otopini NaCl

b) 3 M otopini NaOH

17 3

pt 2

14 3

nest 3

Zn OH 3,3 10 M

Zn OH 2 10 M

K

K

0 1 M 1 M

2

1

2

2 2

2

2 2

jak elektrolit (potp

a) 1 M NaCl

uno disocir

Zn OH Zn 2OH

NaCl Na Cl

an)

EFEKT STR

ANOG IONA!!!

1

1 1 Na Na Cl Cl

2 2

2

1

n

i i

i

s s

I z c z c

I z c

2

0,512

log 0,512

1 M 1 1 M

log 0,5

1

12 1

M

0,512

0

1 1

1 ,308

0

z z I

HETEROGENE REAKCIJE

HETEROGENE REAKCIJE

22 2 3 3

PT

176PT 33

3 3

6

u 100mL 3

4 4

u 100mL 3

Zn OH 2 4

3,3 106,56 10 M

4 4

mol g6,56 10 65,39 2 16,00 2 1,01

dm mol

g 100 06,52 10 6,52 10

dm

K a a s s s

Ks

m s M

m

mg

100 0

2 mg6,52 10

1 m LL 00 m

3

R

R

3

2

2

3

2

2

2 3

b) 3 M NaOH

Zn OH Zn 2OH

Zn 3OH Zn OH

Z

EFEKT K

n OH

OMPLEKSIRAJUĆEG

OH Zn OH

AGENSA!!!

Zn

Zn OH

OH

Zn OH

OH

cK

cK

c

c

c

2 2

nes

17 3

1 3

t

p 3

4

2

t 3,3 10 M1,65 10

2 10Zn OH

OH

M

c K

Kc c

HETEROGENE REAKCIJE

3

3

R

2

na početku 3 M 0

u stanju ravnoteže 3 M

Zn OH OH Zn OH

Zn OH

3 MOH

3 M

x x

cx

Kxc

x

R

R

3

R

3

R

3

R

0

3 M 1 0

3 M 3 M 1,65 10

1 1,654,94 10

10M

1

K x

K K x

Kx

K

HETEROGENE REAKCIJE

3

3

R

2

na početku 3 M 0

u stanju ravnoteže

Ili o

vako:

3 M 3 M

Zn OH3

3 M

Zn OH OH Zn OH

OH

x x

cx

K xc

3

R

2 3

3

u 100mL 3

u 100m 3

3

L

M 3 1,65 10

Zn OH Zn OH

mol g4,95 10 65,39 2 16,0

4,95 10 M

mg49,2

10

0 2 1,01dm m

0 m

ol

L

g0,492

dm

K

s c x

m s M

m

HETEROGENE REAKCIJE

HETEROGENE REAKCIJE

4. Izračunajte koliko se grama AgCl i AgBr otapa u 100 mL H2O,

a koliko u 100 mL otopine amonijaka koncentracije 2 M!

10 2

PT

13 2

PT

7 2

NEST

3

AgCl 1,2 10 M

AgBr 5,25 10 M

1 10 M

AgCl 143,32 g/mol

AgBr 187,77 g/mol

NH 2 M

K

K

K

M

M

c

2

2

pt

10 5

pt

5

AgCl AgCl AgC

s

l

s

a) Topljivost AgCl u H O

K c Ag c Cl s s s

s K 1,2 10 1

Ag

,10 1

C

0 M

molm s M 1,10

l

10

Ag Cl

3

g143,32

dm mol

4

2

3

AgCl 31,57 10 g Ag

gm 1,57 10

dmCl 100 mL H O

HETEROGENE REAKCIJE

3 3 2

3 3 2

3 2

R 2

3

10 23PT

R 7 2

NEST

Ag

+3 2

2

3

3

Cl

AgCl Ag Cl

Ag 2NH Ag NH

AgCl 2NH Ag NH Cl

A

b

g

) Topljivost AgCl u 2 M NH

1, 2 10 M1,2 10

1 10

Ag NH

M

NH C

N

Cl A

l

N

H

g

Ag

H

K

c cK

c cc

c K

s

cK

c

3 2Ag NH Clc c

HETEROGENE REAKCIJE

3 3 2

na početku 2 M 0 0

u stanju ravnoteže

Ag

2 M 2

Cl 2

NH Ag NH Cl

x x x

K

23 2

R 2 2 2

3

2 2

R

2

R R R

2

Ag NH Cl

NH 2 2 4 8 4

4 8 4 0

1 8 4 0

0

c cx x x

c x x x

x x K x

K x K x K

ax bx c

2

1,2

2

R R R R

1,2

R

4

2

8 8 4 1 4

2 1

b b acx

a

K K K Kx

K

HETEROGENE REAKCIJE

23 3 3 3

1,2 3

3 3

1,2 3

3 3 3 3

1 23 3

8 1,2 10 8 1,2 10 4 1,2 10 1 4 1,2 10

2 1,2 10 1

9,6 10 133,8 10

1997,6 10

9,6 10 133,8 10 9,6 10 133,8 10

1997,6 10 1997,6 10

x

x

x x

AgCl 3 2

2

AgCl AgCl Ag

2

Cl

Ag NH Cl

6,22 1

mol6,22 10

0 Mx

s c c x

m s M

3

g143,32

dm mol

3AgCl 30,89 g AgCl 100 mL

g 8,91

dm2 M NHm

HETEROGENE REAKCIJE

3 3 2

na početku 2 M 0

0

u stanju ravn

AgCl 2NH Ag N

oteže 2 M 2 2 M

Ili o

H

vako:

Cl

x x

23 2

R 2 2 2

3 3 3

2 3

R 3 R 3 AgCl

2

AgCl AgCl AgC

2

l

Ag NH Cl

NH NH NH

NH NH 1,2 10 2

mol6,92

6,92 10 M

10

x

c cx x x

Kc c c

x K c K c s

m s M

3

g143,32

dm mol

3AgCl 30,99 g AgCl 100 mL

g 9,92

dm2 M NHm

HETEROGENE REAKCIJE

Nešto veća vrijednost.

Aproksimacija stvara

određenu pogrešku!

2

2

pt

13 7

pt

7

AgCl AgCl AgCl

s

c) Topljivost AgBr u H O

Ag Br

5,25 10 7,25 10 M

m

AgBr Ag Br

ol7,25 10

s

K c c s s s

s K

m s M

3

g187,77

dm mol

5

2

4

AgCl 31,36 10 g Ag

g1,36 10

dmBr 100 mL H Om

HETEROGENE REAKCIJE

3 2

2

3

136PT

R 7

NEST

AgBr

3 3

3

2

3 3 2

3 2

R 2

3

AgBr Ag Br

Ag 2NH Ag NH

AgBr 2NH Ag NH Br

A

d) Topljivost AgBr u 2 M NH

5, 25 105,25 10

1 10

g

Ag NH

N

NH

Br

H

Br

NH

g

Ag

Ag

A

c c

KK

K

c

c c

c

c c

s

Kc

3 2NH Brc

HETEROGENE REAKCIJE

3 3 2

na početku 2 M 0 0

u stanju ravnoteže

Ag

2 M 2

Br 2

NH Ag NH Br

x x x

K

23 2

R 2 2 2

3

2 2

R

2

R R R

2

Ag NH Br

NH 2 2 4 8 4

4 8 4 0

1 8 4 0

0

c cx x x

c x x x

x x K x

K x K x K

ax bx c

2

1,2

2

R R R R

1,2

R

4

2

8 8 4 1 4

2 1

b b acx

a

K K K Kx

K

HETEROGENE REAKCIJE

26 6 6 6

1,2 6

5 5

1,2

5 5 5 5

1 2

8 5,25 10 8 5,25 10 4 5,25 10 1 4 5,25 10

2 5,25 10 1

4,2 10 916,5 10

2

4,2 10 916,5 10 4,2 10 916,5 10

2 2

x

x

x x

AgCl 3 2

3

AgBr AgBr Ag

3

Br

Ag NH Cl

4,56 1

mol4,56 10

0 Mx

s c c x

m s M

3

g187,77

dm mol

3AgBr 30,086 g AgBr 100 m

g0,856 L 2 M

dm NHm

HETEROGENE REAKCIJE

3 3 2

na početku 2 M 0

0

u stanju ravn

AgBr 2NH Ag N

oteže 2 M 2 2 M

Ili o

H

vako:

Br

x x

23 2

R 2 2 2

3 3 3

2 6

AgBr R 3 R 3

3

AgBr AgBr AgB

3

r

Ag NH Br

NH NH NH

NH NH 5,25 10 2

mol4,58 10

4,58 10 M

x

c cs s s

Kc c c

s K c K c

m s M

3

g187,77

dm mol

3AgBr 30,086 g AgBr 100 m

g0,860 L 2 M

dm NHm

HETEROGENE REAKCIJE

Tvar Medij

AgCl

H2O 1,57·10-4

2 M NH3 0,89 (0,99)

AgBr

H2O 1,36·10-5

2 M NH3 0,086

gTopljivost,

100 mLm

HETEROGENE REAKCIJE

5. Izračunajte koncentraciju Mn2+ iona i pH vrijednost u zasićenoj

otopini Mn(OH)2!

13

PT 2

22 2 3

PT

135PT 33

2

2

2

5

2

5 5

5

3,

Mn OH 1,9 10

Mn OH 2 4

1,9 103,62 10 M

4 4

Mn

OH 2

62 10 M

7,2 3,62 Mogu zanemariti

Mn O

10

pOH log OH log 7,24 10 4,14

H

OH iz24

Mn

10

2O

vode!

H

M

s s

K

K c c s s s

Ks

c s

c s M

c

pH 14 pOH 14 4,14 9,86

HETEROGENE REAKCIJE

6. Izračunajte optimalnu pH vrijednost za selektivno odvajanje

Fe(OH)3 od Ni(OH)2 ako su koncentracije metanih iona

0,01 mol/dm3!

38

pt 3

14

pt 2

3

2

optimal

3

3

ni

2

2

K Fe OH 3,98 10

K Ni OH 1,58 10

c(Fe ) 0,01M

c(N

Fe OH F

i ) 0,01M

pH ?

e 3OH

Ni OH Ni 2OH

HETEROGENE REAKCIJE

z 2

z 5

3

38pt3 3 12

33pt 3

Dvije iznimno bitne pretpostavke:

1. Taloženje započinje kada je c Me 10 M

2. Taloženje prestaje kada je c Me

a) Početak taloženja Fe OH

K 3,98 10K c Fe c OH c OH 1,58 10 M

0,01c Fe

10 M

12

3

pt3 3

pt 3

pOH log c OH log 1,58 10 11,80

pH 14 pOH 14 11,80

b) Prestanak taloženja Fe O

2,2

H

KK c Fe c OH c O

c Fe

0

H

38113

3 5

11

3,98 101,58 10 M

10


pH 14 pOH 14 10, 3,8 200

HETEROGENE REAKCIJE

2

14pt2 2 6

pt 2

6

c) Početak taloženja Ni OH

K 1,58 10K c Ni c OH c OH 1,26 10 M

0,01c Ni


2

14pt2 2 5

pt 52

5

pH 14 pOH 14 5,90

d) Prestanak taloženja Ni OH

K 1,58 10K c Ni c OH c OH 3,97 10 M

10c Ni


8,

1

0

pH 14 pOH 14 4,40 9,60

0

0,005

0,01

0 2 4 6 8 10 12

pH

c(M

ez+)

/ M

Fe

Ni

3,20 pH 8,10

pH interval unutar kojeg

se selektivno mogu

odijeliti ioni Fe3+ i Ni 2+

od 3,20 do 8,10.

HETEROGENE REAKCIJE

7. 0,5 L zasićene otopine Mn(OH)2 odvojeno je od taloga te je u

otopinu potom dodano 7 mL 1∙10-3 M otopine H2S.

Da li u navedenim uvjetima dolazi do taloženja MnS?

13 3

PT 2

14 2

PT

7

1 2

13

2 2

Mn OH 1,9 10 M

MnS 3 10 M

H S 1 10 M

H S 1,2 10 M

K

K

K

K

HETEROGENE REAKCIJE

2

2

22 2 3

2

132 5

2

3

5

2

3

2 5

Računanje koncentracije Mn i OH iona u zasićenoj otopini.

Mn OH Mn OH 2 4

Mn OH 1,9 103,62 10 M

4 4

M

Mn OH Mn 2O

3,62 10 M

7

n

OH 2 2 ,3

1. KO

,62 1 20 M

RAK

H

4

;

s s

pt

pt

K c c s s s

Ks

c s

c s

5 3

O

5

5

TOPINEOH OH 7,24 10 M 0,5 d

10 M

3m ,62 10 moln c V

2 2 22 3 3

23

2

5

2

6

2

2

6

2

Neutralizacija.

H S H S H SH S 7 mL

H S 1 10 M 7 10 LH S 1 10 M

H S

Računam sa molovima

2O

:

početno stanje: 3,62 10 7,0 10 0

ravnotežno stanje:

2. KORAK;

7,0 10

2,9

H H S 2H O

2

mol

S

n c VV

nc

n

5 6

UK

2 62 5

3

UK

10 0 7,0 10

500 mL 7 mL 507 mL

S 7,0 10 molS 1,38 10 M

507 10 L

V

nc

V

HETEROGENE REAKCIJE

HETEROGENE REAKCIJE

2 2

1 1 2 UK

2 5 31 12

2 3

UK

2

2

5

NAPOMENA: Mijenja se koncentracija Mn iona zbog dodatka 7 mL

Provjeravanje da li taloži MnS.

Mn Mn

Mn 3,62 10 M 500

H S-a!!

10 LMn

507 1

3. KOR

3,57 100 L

Mn

!

K

M

A

;

c V c V

c Vc

V

c

10 22 5

pt

5 4,93 10 M MnS

Dolazi do taloženja MnS taloga!!!

S 3,57 10 M 1,38 10 Mc K

HETEROGENE REAKCIJE

8. Neka otopina Pb(OH)2 ima pH 9,45. Uzeto je 0,5 L takve otopine

i u njega dodano 7 mL 110-5 M otopine H2S.

Da li u navedenim uvjetima dolazi do taloženja PbS?

20

PT 2

27

PT

7

1 2

13

2 2

2

2

Pb OH 1,1 10

PbS 2,5 10

H S 1 10

H S 1,2 1

Pb OH

0

Pb 2OH

K

K

K

K

HETEROGENE REAKCIJE

2

pOH 4,55

2 2

PT 2

20 3PT 22

5

2

2

5

22

Računanje koncentracije Pb i OH iona u početnoj otopini.

pOH 14 pH 14 9,45 4,55

OH 10 10

Pb OH Pb OH

Pb OH 1,1 10 M

Pb OH P

1. KO

PbOH 2,80 1

RA

0 M

K;

2,80 10

b 2OH

Mc

K c c

Kc

c

11

55 3

OTOPINEOH OH 2,

1,40 10 M

1,480 10 0 10 mom lM 0,5 dn c V

2 2 22 5 3

25

2

5

2

8

2

2

8

2

Neutralizacija.

H S H S H SH S 7 mL

H S 1 10 M 7 10 LH S 1 10 M

H S

Računam sa molovima

2O

:

početno stanje: 1,40 10 7,0 10 0

ravnotežno stanje:

2. KORAK;

7,0 10

1,3

H H S 2H O

7

mol

S

n c VV

nc

n

5 8

5 8

1,40 10 2 7,0 10

UK

2 82 7

3

UK

10 0 7,0 10

500 mL 7 mL 507 mL

S 7,0 10 molS 1,38 10 M

507 10 L

V

nc

V

HETEROGENE REAKCIJE

HETEROGENE REAKCIJE

2 2

1 1 2 UK

2 11 31 12 11

2 3

UK

2

2NAPOMENA: Mijenja se koncentracija Pb iona zbog dodatka 7 mL

Provjeravanje da li taloži PbS.

Pb Pb

Pb 1,40 10 M 500 10 LPb

3. KORA

H S-a!

1,38 10 M5

K;

07 10

P

!

b

!

L

c V c V

c Vc

V

c

2 11 18 2

p

7

t1,90 10 M PbS

Do

S 1,38 10 M 1,

lazi do tal

38 10

oženja PbS taloga

M

!

!!

c K

HETEROGENE REAKCIJE

9. U 1 L 0,01 M otopine [Ni(NH3)4]Cl2 dodano je 0,5 g Na2S.

Izračunajte da li dolazi do taloženja NiS!

4

21 2

pt

8 2

22

3

nest

34

2 2

p (NH ) 9,2

(NiS) 3,16 10 M

3,89

Ni NH Ni 4NH

Ni S NiS

10 M

K

K

K

2

3 3 24 4sol je potpuno disocirana (konc.

kompleksa jedn

Ni NH Ni N

aka je

H Cl 0,01 M

Koncen

k

t

o

r

n

a

c

ci

.

j

soli)

c c

2

2

3 3

2+

4 Ni NH Ni 4NH

u Ni iona izračunavamo iz konstante nestabilnosti kompleksa:

početno stanje: 0,01 M 0 0

rav

42 4 52 3

nest 3 24

3 4

2

8nest 3 45 35

2 3

notežno stanje: 0,01 M 0,01 M 4

Ni NH 4 256Ni NH

0,01 0,01Ni NH

Ni NH 0,013,89 10 0,01

4,3 102

4,3 10 M

56 5

2 6

Ni

x x x

c c x x xK

c

Kx M

c x

3

3

2NH 4 4 4,3 10 1,7 10 Mc x M

k baze

+

4 3

2

+

2

10, 1

3 4

7

2

2 1

1 1pH 7 pK log c

2 2

1 1pH 7 pK NH log c

2 2

1 1pH 7 9,2 log 1,73 10

2

NH H O N

Lužnato područje Možemo zanemariti hidrolizu

H OH

10,

272

1,

S

9 10

laba

S !!

baza!!!!

!

MH 10

NH

c

2

2

22

2

2

2 32 3

3

OTOPINE

2 2 3 3

3

5

pt

Na S 2Na S

Na S 0,5 gS Na S

gNa S2 22,99 32,07

mol

S 6,

Potpuno disoc

4 10 molS 6,4

6,4 10 mol

2,7 10 NiS

10 M1 dm

N

i S 4,3 10 M 6,4 10

ira!!!

M

mn n

M

nc

V

c c K

Dolazi do taloženja NiS soli !!!

HETEROGENE REAKCIJE

10. Izračunajte pH vrijednost početka i kraja taloženja Fe(OH)3,

Al(OH)3 i Cr(OH)3 ako su koncentracije metanih iona 0,01 M.

37

pt 3

32

pt 3

31

pt 3

32 32

st 4 nest 4

st 4

29 30

st 4 nest 4

st 4

K Fe OH 4,3 10

K Al OH 2,0 10

K Cr OH 6,7 10

1K Al(OH) 1,0 10 K Al(OH) 1,0 10

K Al(OH)

1K Cr(OH) 7,94 10 K Cr(OH) 1,26 10

K Cr(OH)

3 3

pt 3

pt 33

3

37pt 3 1233

23

1

3 2

2

3

3

K Fe OH c Fe c OH

K Fe OHc OH

c Fe

K Fe OH 4,3 10c OH 3,50 10

10c Fe


pH 14 pOH 14 11,46 2,

a) Fe 3OH Fe O

Početak taloženja: c Fe 10 M

Prestanak

54

H

37pt 3 1133

5

3

3

1

5

1

K Fe OH 4,3 10c OH 3,50 10

10c Fe


pH 14 pOH 14 10,46 3,5

talož

4

enja: c Fe 10 M

3 3

pt 3

pt 33

3

32pt 3 1033

23

1

3 2

0

3

3

K Al OH c Al c OH

K Al OHc OH

c Al

K Al OH 2,0 10c OH 1,26 10

10c Al


pH 14 pOH 14 9,90 4,10

b) Al 3OH Al O

Početak taloženja: c Al 10 M

Prestanak

H

t

32pt 3 933

5

5

9

3

3

K Al OH 2,0 10c OH 1,26 10

10c Al


pH 14 pOH 1

aloženja: c A

4 8,90 5,1

l

0

10 M

4

R

4

4 3nest

3

3

32

R 32

3

3

4

3 3

3 4

3

3 4

pt

Al OH Al 3OH

Al 4OH Al OH

Al OH Al 4OH Al

Al OH

3OH Al OH

Al

OH OH

Al OH

OH

2,0 102

1,0 10

c OH

A

Al O

OH Al

O

H

l H

c

K

c c K

c c

cK

c

K

4

R

c Al OH

K

3 5

4

R

5

4

56

6

Početak otapanja: c Al 10 M Reakcija pomaknuta nastajanju kompleksa;

c Al OH

10c OH 5 10 M

K 2

pOH log c OH log 5 10 5

c Al OH

,3

10 M

3 2

2

4 3

R

4

2

Prestanak otapanja: c Al 10 M Reakcija pomaknuta nastajanju kompleksa;

c Al OH

0

pH 14 pOH 14 5,30 8,70

c Al OH 10c OH 5 10 M

K 2

pO

M

H

10

3log c OH log 5 10 2,30

pH 14 pOH 14 2,30 11,70

3 3

pt 3

pt 33

3

31pt 3 1033

23

1

3 2

0

3

3

K Cr OH c Cr c OH

K Cr OHc OH

c Cr

K Cr OH 6,7 10c OH 4,06 10

10c Cr


pH 14 pOH 14 9,40 4,60

c) Cr 3OH Cr O

Početak taloženja: c Cr 10 M

Prestanak

H

t

31pt 3 933

5

5

9

3

3

K Cr OH 6,7 10c OH 4,06 10

10c Cr


pH 14 pOH 1

aloženja: c C

4 8,40 5,6

r

0

10 M

4

R

31

R 30

3

3

3

4

3 3

4

3 4

3 4

4 3

3 3

p

s

t

ne t

Cr OH Cr 3OH

Cr 4OH Cr OH

Cr OH Cr 4OH Cr

c Cr OH

K

3OH Cr OH

Cr OH OH Cr O

c Cr OHK

c OH

c OH

6,7 10K 0,

H

c C5

1,26 10

r c O K

c r

H

C

4

R

3

c Cr OHc OH

K

3 5

4

R

5

4

55

5

Početak otapanja: c Cr 10 M Reakcija pomaknuta nastajanju kompleksa;

c Cr OH

10c OH 2 10 M

K 0,5

pOH log c OH log

c Cr

2 10

0 M

4

OH 1

2

4 2

R

3 2

2

4

Prestanak otapanja: c Cr 10 M Reakcija pomaknuta nastajanju kompleksa;

c Cr

,7

OH

0

pH 14 pOH 14 4,70 9,30

c Cr OH 10c

1

OH 2 10K 0 5

M

,

0

2

M

pOH log c OH log 2 10 1,70

pH 14 pOH 14 1,70 12,30

0

0,005

0,01

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

c(M

ez+)/

M Fe

Al

Cr

3+Fe 3Fe OH

3Al OH

4

Al OH3+

Al

3+Cr 3Cr OH

4

Cr OH

HETEROGENE REAKCIJE

HETEROGENE REAKCIJE

11. U 1 L zasićene vodene otopine H2S dodano je 0,01 mol ZnCl2.

Provjerite taloži li cink iz takve otopine i ako taloži da li taloži u

obliku sulfida, hidroksida ili možda njihove smjese!

1

2

25 2

PT

17 3

PT 2

7

K 2

13

K 2

ZnS 8 10 M

Zn OH 3,3 10 M

H S 1 10 M

H S 1,2 10 M

K

K

K

K

ZAPAMTITI:

Pri sobnim uvjetima koncentracija zasićenja H2S u vodi je 0,1 M!

2

2

2

2

2

2

Zn Z

Zasi

nCl 0,01

ćena otopina H S

Određivanje koncentracije Zn iona u otopini:

Jer ZnCl potpuno disocira u vodi!

Određivanje koncen

ima koncentr

tracij

aciju 0,

M

Prvi

e S iona u

s

1

o

M!

t i

!

:

!

opin

c c

1

7

7

K

2

tupanj disocijacije:

0,1 M 10 M 0 M

0,1 M 0,1 M 10 M

H S H + H

S

H

x x x x

K

1

2

2

2 7 8 2

K

4

HS

H S 0,1 0,1

0,1 0,1 M 1 10 M 1,0 10 M

1,0 10 M

x x x

x K

x

HETEROGENE REAKCIJE

2

4 4

HS H +

Drugi stupanj disocijacije:

1,0 10 M 1,0 10 M

S

2

2

4 4 4 4

42

K 4

13

K

2 13

4

0 M

1,0 10 M 1,0 10 M 1,0 10 M 1,0 10 M

1,0 10 MH S

1,0 10 MHS

1,2 10 M

S 1,2 10 M

H 1,0 10 M

x x x

xK

x K

c

c

HETEROGENE REAKCIJE

HETEROGENE REAKCIJE

2+

Rješenje:

Zn ioni u otopini talože kao sulfidi!!!

2 2

2 2 13

PT

15 2 25 21,2 10 M 8 10 M

ZnS Zn S

Zn S 0,01

Ispitivanje

taloženja Z

M 1,2

Taloži ZnS!

10 M ZnS

nS:

Ispiti

!

nje

!

va

c c K

2

2

2

4 10

22 2 10

PT 2

3

2

2 3 1710 M 3,3 10 M

Ne

Zn OH Zn 2OH

H 1,0 10 M OH 1,0 10 M

Zn OH 0,

taložen

01 1,0 10 M Zn OH

ta

ja Zn OH :

c c

c c K

2

loži Zn OH !!!

HETEROGENE REAKCIJE

12. Odredite pH pri kojem počinje taložiti BaCO3 ukoliko je otopina

0,1 M s obzirom na barijeve ione. Koncentracija H2CO3 u otopini

iznosi 4,46∙10-6M!

1

2

9 2

PT 3

7

K 2 3

11

K 2 3

BaCO 8,1 10 M

H CO 4,57 10 M

H CO 5,62 10 M

K

K

K

1 2

2 2

3 3

2 2

pt 3 3

9pt 32

3 2

2

2 3 3

7 11 17 2

K K K

2 2

3 K 2 32

8

K 22 3 3

Ba CO BaCO

K BaCO c Ba c CO

K BaCO 8,1 10c CO

0,1c Ba

H CO 2H CO

K K K 4,57 10 M 5,62 10 M 2,57 10 M

c H c CO K c H COK c H

c H CO c CO

8,1 10 M

K 2 3

2

3

K c H CO c H

c CO

HETEROGENE REAKCIJE

17 68

8

8

2,57 10 4,46 10c H 3,76 10 M

8,1 10

pH log c H log 3,76 7,410 2

HETEROGENE REAKCIJE

HETEROGENE REAKCIJE

13. Pomiješano je 20 mL 0,3%-tne otopine Na2C2O4 i 50 mL zasićene

otopine CaCO3. Izračunajte da li taloži CaC2O4!

2 4

2 4

3

9

pt 2 4

9

pt 3 pt 3

V NaC O 20mL

w NaC O 0,3% 0,003

V CaCO 50mL

K CaC O 1,3 10

pK CaCO 8,3 K CaCO 5,01 10

uk 2 2 4 3

2 2 42 2 4 2 2 4 3

2 2 4

2 2 4

2 2 4

Riješenje :

V V Na C O V CaCO 20mL 50mL 70mL

3g Na C O g w Na C O 0,003 Na C O 3

1000g otopine dm

g3Na C O

c Na C OM Na C O

3

dm

g2 22,99 2 12,01 4 16

2

3

2

2 2 4 2 2 4 2 2 4 3

mol 2,24 10

dm

mol

mol n Na C O c Na C O V Na C O 2,24 10

dm

3 320 10 dm

4

2 4

2 4 2 2 4

3

p

2 2

s

t

3 3

4,48 10 mol

n C O n Na C O 4,48 10 mol

CaCO zasičena otopina u ravnoteži talog i otopljeni ioni

konc. otopljenih iona računamo preko K

CaCO Ca CO

2 2 2

pt 3 3

9 5 2

pt 3 3

2 2 5

3 3 3

s

K CaCO c Ca c CO s s s

s K CaCO 5,01 10 7,08 10 M c CO

mol n Ca c CO V CaCO 7,08 10

dm

3 350 10 dm 63,54 10 mol

2 2

2 4 2 4

2 2 6 42 42 2

2 4 3 3

uk uk

2 2

2 4 pt 2 4

7 9

2 4

3,24 10

Ca C O CaC O

n

1,3 1

Ca n C O 3

0

Dolazi do taloženja CaC O !!

,54 10 4,48 10c Ca c C O

V V 70 10 70 10

c Ca c C O K CaC O

!

HETEROGENE REAKCIJE

14. Izračunajte pH otopine nastale miješanjem 30 mL 1%-tne NaOH

i 300 mL 0,1 M CH3COOH! Provjerite da li pri izračunatom

pH taloži Hg(OH)2 ukoliko je koncentracija metalnog iona 10-4 M.

3

3

3

5

3

26

pt 2

V NaOH 30 mL

w NaOH 1% 0,01

V CH COOH 300 mL

c CH COOH 0,1 mol/dm

K CH COOH 1,58 10

K Hg OH 3 10

uk 3

3

Riješenje :

V V NaOH V CH COOH 30mL 300mL 330mL

10g Na

a) Računanje pH vrijednost

OH g w NaOH 0,01 NaOH 10

1000g otopine dm

g10NaOH

c NaOH

i oto

M NaO

pine:

H

3

dm

g22,99 16,00 1,01

3

3

mol 0,25

dm

mol

mol n NaOH c NaOH V NaOH 0,25

dm

3 330 10 dm

3

3 3 3

3 3

7,5 10 mol

n CH COOH c CH COOH V CH COOH

mol n CH COOH 0,1

dm

3 3300 10 dm 2

3 2

3 3 2 NaOH CH COOH CH CO

3 10 mol

početno stanje: 7,5 10 mol 3 10

O

mol

Na H O

2 3

2 3 3

310 7,5 10 mol

0 0

konačno stanje: 0 2, 25 10 mol 7,5 10 mol 7,5 10 mol

23 2

3 3 3preostalouk

33 2

3 3 3nastalouk

5

K K

3

3

3

n CH COOH 2,25 10 molc CH COOH 6,82 10 M

V 330 10 dm

n CH COONa 7,5 1

CH COOH / CH COONa Pufer sus

0 molc CH COONa 2,28 10 M

V 330 10 dm

pK

tav

log K CH COOH log 1,58 1

!!

0 4

!

23

K 2

3

pH 4,32 5

,80

c CH COONa 2,28 104,32pH pK log 4,80 log

c CH COOH 6,82 10

c H 10 10 4,79 10 M

2

2

9,68

22 2 4 10

pt

0

2

2

1

24 6

2,09 1

b) Ispitivan

Hg 2OH Hg OH

pH 4,32 pOH 9,68 c OH 10

c Hg c OH 10

0 M

4,372,09 10 K

je taloženja Hg OH pri izračunatom

10 3 10

pH:

2

Hg OH talož i!!!

HETEROGENE REAKCIJE

15. 20 mL 0,01 M (NH4)3PO4 pomiješa se s 40 mL 0,1 M FeCl3.

Izračunajte da li u navedenim uvjetima taloži FePO4 ili Fe(OH)3!

4

1 1

2

4 43

3

4 43

3

3

3

10

K 4 NH

22

pt 3

10

pt 4

3

K 3 4 K

K

V NH PO 20 mL

c NH PO 0,01 mol/dm

V FeCl 40 mL

c FeCl 0,1 mol/dm

K NH 6,31 10 pK 9,20

K Fe OH 1,4 10

K FePO 6,31 10

K H PO 7,5 10 pK 2,12

K

2

3 3

8

3 4 K

13

K 3 4 K

H PO 6,2 10 pK 7,21

K H PO 4,8 10 pK 12,32

4 4 4 4 4 43 3 3

3 3 3 4

4 43

3 3 3

3 3 3 3

3

uk 4 4 33

3 33

3 3

uk

n NH PO c NH PO V NH PO

n NH PO 0,01 mol/dm 20 10 dm 2 10 mol

n FeCl c FeCl V FeCl

n FeCl 0,1 mol/dm 40 10 dm 4 10 mol

V V NH PO V FeCl 20mL 40mL 60mL

n Fe 4 10 molc Fe 0,06

V 60 10 dm

34

3

3 2

4 4 2 4 4

KNH

Amfol

7mol / dm

NH PO H O NH OH HPO

1 1pH pK pK

i

9,20 12,32 10,76

t

2

!

2

!!

3,24 4

3 443 3

4 3 3početnauk

Kako je pH 10,76 što j

pH 10,76 pOH 3,24

OH 10 M 5,75 10 M

e jako lužnato područje, mož

PO 2 10 molPO 3,33 10

emo pretpostaviti da

je koncentracija H ion

M60 10

a pre

m

m

a

d

c

nc

V

3

4

3 3

4 4početna u ravnoteži

la da bi imala osjetni utjecaj na koncentraciju

PO iona.

PO POc c

3

3

33 3 4 22

3

3 3

4

12

pt 3

4

3 3

4

Fe 3OH Fe OH

c Fe c OH 0,067 4,47 10 1,4 10

Fe OH taloži!!!

Fe PO FePO

c Fe c PO 0,067 3,3

5,97 10 K Fe OH

4

pt

3 10

4

4

3 10 6,31 10

Taloži FePO !!

2,23 10 K O

!

F P

e

HETEROGENE REAKCIJE

16. Izračunajte u kojem omjeru trebaju biti NH4Cl i NH4OH da bismo

dobili optimalne uvijete za taloženje i odvajanje Fe(OH)3 od

Fe(OH)2 ukoliko su koncentracije iona željeza 0,01 mol/dm3!

4

2 3

3 3

10

K 4 NH

15

pt 2

38

pt 3

c Fe 0,01 mol/dm

c Fe 0,01 mol/dm

K NH 6,31 10 pK 9,20

K Fe OH 1,0 10

K Fe OH 3,2 10

2 2

2

2

2 2

2

pt 2

15pt 2 7

2

2

K Fe OH c Fe c OH

K Fe OH 1,0 10c OH 3,16 10 M

0,01c F

c Fe =10 M koncentracija početka taloženja Fe OH

pH 7,50 pH

e

pOH log c OH log 3

poče

Fe 2OH

,16 10 6,50

Fe H

tka

O

15pt 2 5

52

2

2

2 5

2

2

K Fe OH 1,0 10c OH 1 10 M

10c Fe

p

taloženja Fe OH

c Fe =10 M koncentracija prestanka taloženja Fe OH

pH 9,00 pH prestanka taloženja Fe O

OH log c OH log 3,16 10 5,00

H

3 3

pt 3

38pt 3 12

3 2

3

3

333

1

3

2

K Fe OH c Fe c OH

K Fe OH 3,2 10c OH 1,47 10 M

0

c Fe =10 M koncentracija početka taloženja Fe OH

pH 2,17 pH

,01c Fe


Fe 3OH Fe OH

3

po

38pt 3 1133

53

1

3

3

1

5

3

K Fe OH 3,

četka

2 10c OH 1,47 10

taloženja Fe OH

c Fe =10 M koncentracija prestanka taloženja Fe OH

pH 3,17 pH prestanka

M10c Fe

pOH log c OH log 1,47 1

tal

0 10,8

ž

3

o

3

enja Fe OH

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

c(M

ez

+)/

M

Fe3+

Fe2+

2Fe 3Fe

3

Fe OH 2

Fe OH

4

4

NH4

4

K NH4

4

NH4

pH pK4 pH

4 4

9,20

4

c baze c NH OHpH pK log pK log

c kiseline c NH Cl

c NH OHlo

Optimalni pH je u intervalu između 3,17 i 7,50!!!

NH OH / N

g pH pKc NH Cl

c NH OH10 10

c NH Cl

H Cl Pufer sus

Za pH 3,17 imamo:

tav!!!

4 6,03

4

4 43,17 9,20 6,03 7,50 9,20 1,70

4 4

Za pH 7,50 imamo:

c NH OH c NH OH10 10

c NH OHOmjer treba biti u intervalu od 10

c N

10 10c NH Cl c NH Cl

H Cl

1,70do 10 !!!

Documents

ANALITIČKA KEMIJA 1 SEMINAR - unizg.hr · HETEROGENE REAKCIJE 1. Izračunajte topljivost Hg 2 Cl 2 u vodi izraženu u mg/100 mL! 18 3 K PT 2 2 Hg Cl 1,3 10 M 2 2 2 2