Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Stechiometria w Stechiometria w roztworachroztworach
Woda jako Woda jako rozpuszczalnikrozpuszczalnik
Właściwości wodyWłaściwości wody
-- budowa cząsteczki kątowabudowa cząsteczki kątowa-- wiązania Owiązania O--H kowalencyjneH kowalencyjne-- cząsteczka polarnacząsteczka polarna
H
O2δ−
δ+
δ+
105°
H
RozpuszczanieRozpuszczanie
++
++
++ −
−
−−
−
−
++
++
+
−
−
−−
−
−
OH
Hδ+
δ+
2δ−
O HH
δ+δ+
2δ−+
−
−
+
Cation
Anion
oddziaływanie polarnych cząsteczek wody z kationami i anionami w sieci krystalicznej soli
rozpuszczalnik (solvent) substancja rozpuszczana (solute)Film1 rozpuszczanie - mechanizm.MOV
ElektrolityElektrolity
mocnemocne –– efektywnie przewodzą prąd efektywnie przewodzą prąd ((NaClNaCl, HNO, HNO33))
słabe słabe –– słabo przewodzą słabo przewodzą ((ocet, woda z kranu)ocet, woda z kranu)
nienie--elektrolityelektrolity –– nie przewodzą (nie przewodzą (czysta woda, roztwór cukru)czysta woda, roztwór cukru)
ElektrolityElektrolity04_43 Power Source
(a) (b) (c)
+
−
+
+
+
−
−−
−
−+
+
Przewodnictwo elektryczne roztworów wodnych
Obwód zostaje zamknięty i zaczyna płynąć prąd jeżeli roztwór zawiera nośniki ładunku.
(a) Mocny elektrolit zawiera jony gotowe do przenoszenia ładunku.
(b) Słaby elektrolit zawiera mało jonów i jest w stanie przenieść mniej ładunków.
(c) Nie-elektrolit nie zawiera jonów i nie przewodzi prądu.
Film2 roztwory_elektrolity.MOV
KwasyKwasyMocne kwasy Mocne kwasy -- dysocjują całkowicie (100%) z dysocjują całkowicie (100%) z utworzeniem kationów Hutworzeniem kationów H++ (H(H33OO++) w roztworze) w roztworze
HClHCl –– kwas chlorowodorowy, kwas chlorowodorowy, hydrochlorichydrochloric acidacidHBrHBr –– kwas bromowodorowy, kwas bromowodorowy, hydrobromichydrobromic acidacidHI HI -- kwas jodowodorowy, kwas jodowodorowy, hydroiodichydroiodic acidacidHNOHNO33 –– kwas azotowy (V), kwas azotowy (V), nitricnitric acidacidHH22SOSO44 –– kwas siarkowy (VI), kwas siarkowy (VI), sulfuricsulfuric acidacidHClOHClO33 –– kwas chlorowy (V), kwas chlorowy (V), chloricchloric acidacidHClOHClO44 –– kwas chlorowy (VII), kwas chlorowy (VII), perchloricperchloric acidacid
Słabe kwasy Słabe kwasy –– dysocjują w małym stopniudysocjują w małym stopniu
HF HF –– kwas fluorowodorowy, kwas fluorowodorowy, hydrofluorichydrofluoric acidacidCHCH33COOH COOH –– kwas octowy, kwas octowy, aceticacetic acidacidHH22COCO33 –– kwas węglowy, kwas węglowy, carboniccarbonic acidacidHH22SOSO33 –– kwas siarkowy (IV), kwas siarkowy (IV), sulfuroussulfurous acidacidHNOHNO22 –– kwas azotowy (III), kwas azotowy (III), nitrousnitrous acidacidHH33POPO44 –– kwas fosforowy (V), kwas fosforowy (V), phosphoricphosphoric acidacid
04_1532
KwasyKwasy
ZasadyZasadyMocne zasadyMocne zasady -- dysocjują całkowicie z utworzeniem dysocjują całkowicie z utworzeniem anionów OHanionów OH-- w roztworze w roztworze
LiOHLiOH -- lithiumlithium hydroxidehydroxideNaOHNaOH -- sodiumsodium hydroxidehydroxideKOH KOH -- potassiumpotassium hydroxidehydroxideRbOHRbOH -- rubidiumrubidium hydroxidehydroxideCsOHCsOH -- cesiumcesium hydroxidehydroxideCa(OH)Ca(OH)22 -- calciumcalcium hydroxidehydroxideSr (OH)Sr (OH)22 -- strontiumstrontium hydroxidehydroxideBa (OH)Ba (OH)22 -- bariumbarium hydroxidehydroxide
Słabe zasadySłabe zasady –– dysocjują w małym stopniu dysocjują w małym stopniu NHNH33
NHNH22R, NHRR, NHR22 aminyaminy
Reakcje w roztworachReakcje w roztworach
-- Reakcje wytrącaniaReakcje wytrącaniaAgNOAgNO33((aqaq) + ) + NaCl(NaCl(aqaq) ) →→ AgCl(AgCl(ss) + NaNO) + NaNO33((aqaq))
-- Reakcje kwasReakcje kwas--zasadazasada
NaOH(NaOH(aqaq) + ) + HCl(HCl(aqaq) ) →→ NaCl(NaCl(aqaq) + H) + H22O(O(ll))
-- Reakcje redukcji/utleniania (Reakcje redukcji/utleniania (redoksredoks))
Fe(NOFe(NO33))22 + KMnO+ KMnO44→→ Fe(NOFe(NO33))33 + Mn(NO+ Mn(NO33))22 +KNO+KNO33
Film3_Rozpuszczanie_HClNaOH_neutr.MOV
Zapis reakcji w roztworachZapis reakcji w roztworach
1.1.Cząsteczkowy Cząsteczkowy (substraty i produkty w (substraty i produkty w formie związków)formie związków)AgNOAgNO33((aqaq) + ) + NaCl(NaCl(aqaq) ) →→ AgCl(AgCl(ss) + NaNO) + NaNO33((aqaq))
2.2.Całkowity jonowy Całkowity jonowy (wszystkie mocne (wszystkie mocne elektrolity w postaci jonów)elektrolity w postaci jonów)AgAg++((aqaq) + NO) + NO33
−−((aqaq) + ) + NaNa++((aqaq) + ) + ClCl−−((aqaq) ) →→AgCl(AgCl(ss) + ) + NaNa++((aqaq) + NO) + NO33
−−((aqaq))
3.3.Skrócone równanie jonowe Skrócone równanie jonowe (pokazuje (pokazuje tylko składniki reagujące)tylko składniki reagujące)
AgAg++((aqaq) + ) + ClCl−−((aqaq) ) →→ AgCl(AgCl(ss))
NaNa++ i NOi NO33−− jony „widzowie”.jony „widzowie”.
Zapis reakcji w roztworachZapis reakcji w roztworach
Reakcje wytrącaniaReakcje wytrącania
RozpuszczalneRozpuszczalne1.1. wszystkie azotany (NOwszystkie azotany (NO33
−−), ), 2.2. większość soli metali alkalicznych (grupa 1) oraz NHwiększość soli metali alkalicznych (grupa 1) oraz NH44
++ ,,3.3. większość soli Clwiększość soli Cl−−, Br, Br−− i Ii I−− ((za wyjątkiemza wyjątkiem AgAg++, Pb, Pb2+2+, Hg, Hg22
2+2+))4.4. większość siarczanów (SOwiększość siarczanów (SO44
--)) ((za wyjątkiemza wyjątkiem BaSOBaSO44, PbSO, PbSO44, , HgSOHgSO44, CaSO, CaSO44))
NierozpuszczlneNierozpuszczlne1.1. większość większość wodorotlnekówwodorotlneków OHOH−− ((za wyjątkiem za wyjątkiem NaOHNaOH, KOH , KOH
rozpuszczlanerozpuszczlane, Ba(OH), Ba(OH)22, Ca(OH), Ca(OH)22 mało rozpuszczalnemało rozpuszczalne),),2.2. większość soli Swiększość soli S22−−, CO, CO33
22−−, CrO, CrO4422−−, PO, PO44
33−−,,
Reguły rozpuszczalnościReguły rozpuszczalności
SOSO4422----, CO, CO33
22--Prawie wszystkiePrawie wszystkieII grupa ukII grupa ukłładu okresowego:adu okresowego:MgMg2+2+, Ca, Ca2+2+, Sr, Sr2+2+, Ba, Ba2+2+
--WszystkieWszystkieI grupa ukI grupa ukłładu okresowego:adu okresowego:NaNa++, K, K++ itditd
anionuanionuanionuanionukationukationu
Prawie wszystkiePrawie wszystkieNaNa++, K, K++OHOH--
Prawie wszystkiePrawie wszystkieI grupa ukI grupa ukłładu adu okresowego:okresowego:NaNa++, K, K++ itditd
SS22--
AgAg++, Pb, Pb2+2+, Hg, Hg222+2+Prawie wszystkiePrawie wszystkieClCl----, , II--, , BrBr--
Prawie wszystkiePrawie wszystkieI grupa ukI grupa ukłładu adu okresowego:okresowego:NaNa++, K, K++ itditd
CrOCrO4422--
Prawie wszystkiePrawie wszystkieI grupa ukI grupa ukłładu adu okresowego:okresowego:NaNa++, K, K++ itditd
COCO3322--
Prawie wszystkiePrawie wszystkieI grupa ukI grupa ukłładu adu okresowego:okresowego:NaNa++, K, K++ itditd
POPO4433--
--Wszystkie kationyWszystkie kationyNONO33--
II grupa ukII grupa ukłładu okresowego:adu okresowego:MgMg2+2+, Ca, Ca2+2+, Sr, Sr2+2+, Ba, Ba2+2+
Oraz PbOraz Pb2+2+, Hg, Hg2+2+
Prawie wszystkiePrawie wszystkieSOSO4422--
kationukationukationukationuanionuanionu
nierozpuszczalnenierozpuszczalnerozpuszczalnerozpuszczalnesolesole
Reakcje Reakcje redoksredoks
CaSOCaSO44
SOSO4422--= = --22
Suma stopni utlenienia w czSuma stopni utlenienia w cząąsteczce bez steczce bez łładunku = 0 adunku = 0 Suma stopni utlenienia w czSuma stopni utlenienia w cząąsteczce z steczce z łładunkiem = adunkiem = łładunek jonuadunek jonu
6.6.NaFNaF, CaCl, CaCl22, AlI, AlI33, , KBrKBrF, Cl, Br, I w zwiF, Cl, Br, I w zwiąązkach = zkach = --115.5.HClHCl, H, H22O, NHO, NH33, CH, CH44H = +1 w zwiH = +1 w zwiąązkach kowalencyjnych zkach kowalencyjnych 4.4.
CO, COCO, CO22, SO, SO22, SO, SO33, , HH22O (HO (H22OO22))
O = O = --2 w zwi2 w zwiąązkach kowalencyjnych (za zkach kowalencyjnych (za wyjwyjąątkiem nadtlenktkiem nadtlenkóów = w = --1)1)
3.3.NaNa++ = +1, Cl= +1, Cl-- = = --11Stan utlenienia jonu = Stan utlenienia jonu = łładunekadunek2.2.
Na, ONa, O22, O, O33StopieStopieńń utlenienia atomu w pierwiastku = 0utlenienia atomu w pierwiastku = 01.1.
Reguły określania stopnia utlenieniaReguły określania stopnia utlenienia
Bilansowanie równań Bilansowanie równań redoksredoks(w (w środśrod. kwaśnym) . kwaśnym)
1.1.Napisz osobno reakcje utleniania i redukcji.Napisz osobno reakcje utleniania i redukcji.
2.2.Dla każdej reakcji połówkowej:Dla każdej reakcji połówkowej:-- zbilansuj pierwiastki (prócz H, O)zbilansuj pierwiastki (prócz H, O)-- zbilansuj O za pomocą Hzbilansuj O za pomocą H22OO-- zbilansuj H za pomocą Hzbilansuj H za pomocą H++
-- zbilansuj ładunek za pomocą elektronówzbilansuj ładunek za pomocą elektronów
Metoda reakcji połówkowychMetoda reakcji połówkowych
3.3.Jeśli potrzeba pomnóż przez liczbę całkowitą Jeśli potrzeba pomnóż przez liczbę całkowitą aby zrównać liczbę elektronów.aby zrównać liczbę elektronów.
4.4.Dodaj reakcje połówkowe.Dodaj reakcje połówkowe.
5.5.Sprawdź czy pierwiastki i ładunki się Sprawdź czy pierwiastki i ładunki się bilansują.bilansują.
Bilansowanie równań Bilansowanie równań redoksredoks(w (w środśrod. kwaśnym). kwaśnym)
Bilansowanie równań Bilansowanie równań redoksredoks(w (w środśrod. zasadowym). zasadowym)
1.1.Zbilansuj równanie tak jak w przypadku Zbilansuj równanie tak jak w przypadku kwasów.kwasów.
2.2.Dodaj OHDodaj OH−− by zrównoważyć Hby zrównoważyć H++ (do obu stroń (do obu stroń równania!)równania!)
3.3.Utwórz cząsteczki wody z HUtwórz cząsteczki wody z H++, OH, OH−−..
4.4.Sprawdź czy pierwiastki i ładunki się bilansują.Sprawdź czy pierwiastki i ładunki się bilansują.
Przykład 1 środowisko kwaśnePrzykład 1 środowisko kwaśne
Cu(s) + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO(g)
1) Cu(s) → Cu2+`
2) NO3- → NO(g)
Cu(s) + NO3- → Cu2+ + NO(g)
Cu(s) + NO3- → Cu2+ + NO(g)
1) Cu(s) → Cu2+ + 2e
2) NO3- + 4H+ + 3e → NO(g) + 2H2O red
ox
Przykład 1 środowisko kwaśnePrzykład 1 środowisko kwaśne
Cu(s) + NO3- → Cu2+ + NO(g)
1) 3Cu(s) → 3Cu2+ + 6e
2) 2NO3- + 8H+ + 6e → 2NO(g) + 4H2O x2
3Cu(s) + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO(g) + 4H2O
x3
Przykład 1 środowisko kwaśnePrzykład 1 środowisko kwaśne
CN- + MnO4- → CNO- + MnO2
Przykład 2 Przykład 2 -- środowisko zasadoweśrodowisko zasadowe
1) CN- → CNO-
2) MnO4- → MnO2
1) CN- + H2O → CNO- + 2H+ + 2e
2) MnO4- + 4H+ + 3e → MnO2 + 2H2Ox2
x3
red
ox
Przykład 2 Przykład 2 -- środowisko zasadoweśrodowisko zasadowe
1) 3CN- + 3H2O → 3CNO- + 6H+ + 6e
2) 2MnO4- + 8H+ + 6e → 2MnO2 + 4H2Ox2
x3
Przykład 2 Przykład 2 -- środowisko zasadoweśrodowisko zasadowe
1) 3CN- + 3H2O → 3CNO- + 6H+ + 6e
2) 2MnO4- + 8H+ + 6e→ 2MnO2 + 4H2Ox2
x3
3CN- + 2MnO4- +2H+→ 3CNO- + 2MnO2 + H2O
1)+2)
Przykład 2 Przykład 2 -- środowisko zasadoweśrodowisko zasadowe