01 Seminar - Protoliticke Reakcije
-
Upload
sara-kocijan -
Category
Documents
-
view
236 -
download
0
Transcript of 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
1/26
SEMINAR IZ KOLEGIJAANALITIČKA KEMIJA I
Studij Primijenjena kemija
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
2/26
KISELO-BAZNE REAKCIJE
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
3/26
1. 0,1 mola NaOH je dodano 1 litri čiste vode.Izračunajte pH tako nastale otopine.
KISELO-BAZNE REAKCIJE
2 NaOH H O
W W
Jak elektrolit!!! Disocira potpuno!!!
Zanemarimo količinu O
NaOH 0,1 M
NaOH Na OH
OH OH
OH NaOH
pOH log OH log NaOH
p pH pOH pH p pOH 14 log NaOH
H iona iz vode!!!
c
c c
c c
c c
K K c
BAZE pH 14
log
Izraz
pH 14 log 0,1 1
za pH jakih baza!
3
!!c
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
4/26
2. Izračunajte pH 10-8 M otopine HCl u vodi!
KISELO-BAZNE REAKCIJE
8
+
Jak elektrolit!!! Disocira potpuno!!!
NAPOMENA:
Nije uvijek moguće zanemariti koncentraciju H ili OH iona iz vode!!!
Ako bi H dolazili samo od HCl, oto
HCl 10 M
HCl
pina bi imala pH
8.
N e
H
j
Cl
i
c
HCl
moguće da dodatkom kiseline neutralna otopina postane
H
lužnata.
c
2 2
2
H O HCl H O
8 7 7
HCl H O
7
H ; H H
H H H 10 10 M 1,1 10 M
pH log H log 1,1 10 6,95
c c c
c c c
c
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
5/26
3. Izračunajte pH vrijednost 3 %-tne otopine NaOH !
w(NaOH) = 3 % pH=?
NaOH ⇨
jaka baza
NaOH ⇌ Na+ + OH-
pH = -log c(H+)
pOH = -log c(OH-)
pH + pOH=14
KISELO-BAZNE REAKCIJE
-
3
33
-
c(OH )=c(NaOH)
w(NaOH)=3%
30 g NaOHw(NaOH)= γ(NaOH) 30g/dm1 kg otopine
γ(NaOH) 30g/dmc(NaOH)= = =0,75mol/dm
M(NaOH) 40g/mol
pOH= - log c(OH ) - log 0,75 0,12
pH=14 - pOH 14 - 0,12 13,88
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
6/26
4. Izračunajte pH vrijednost otopine HCl koja je 0,5%-tnai gustoće 1,0250 g/mL
w(HCl) = 0,5 % ρ(HCl) = 1,0250 g/mL pH=?
HCl ⇨ jaka kiselina
HCl ⇌ H+ + Cl-
pH = -log c(H+)
KISELO-BAZNE REAKCIJE
3
3
H HCl
HCl 0,5 % 0,005
otopine 1,0250 g/mL 1025,0 g/dm
HCl HCl HClHCl
otopine otopine otopine
HCl HCl HClHCl HCl
otopine otopine otopine
HCl otopineHClHCl
g0,005 1025,0
dmHClg
36,46mo
c c
w
m n M w
m V
n M M w c
V
wc
M
c
30,1406 mol/dm
l
pH log H log 0,1406 0,85c
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
7/26
5. Izračunajte pH vrijednost 0,1 M otopine octene kiseline(CH3COOH)!
c(CH3COOH) = 0,1M
K K = 1,58 10-5 M ⇨ p K K = - log ( K K ) = 4,80
pH=?
CH3COOH ⇨ slaba kiselina
CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO
-
KISELO-BAZNE REAKCIJE
K KISELINE
1 1 pH= p log
2 2 K c
Opcija 1: 1 1 pH 4,80 log (0,1)
2 2
pH 2,90
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
8/26
KISELO-BAZNE REAKCIJE
+
3 3
+ 23
K
3
2 -5 -6
K
-3
CH COOH H +CH COO
0,1 0 0
0,1 x 0,1 x x
H CH COO x x xK =
CH COOH 0,1 0,1
x 0,1 K 0,1 1,58 10 1,58 10
x 1,26 10
c H
+ -3 3
-3
1,26 10 mol/dm
pH log 1,26 10 2,90
Opcija 2:
Kada se smije aproksimirati?
Onda kada je K K /cKISELINE 10-3!!!
3
3
5
K CH COOH
4 3
K CH COOH
1,58 10 0,1
1,58 10 10
K c
K c
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
9/26
+
3 3
+ 23
K
3
2
K
2
K K
CH COOH H +CH COO
0,1 0 0
0,1 x x x
H CH COO x x xK =
CH COOH 0,1 x 0,1 x
x K (0,1 x) 0x K x 0,1 K 0
2
2
1,2
2K K
1,2
ax bx c 0
b b 4ac x
2a
K K 4 1 0x
K
2-5 -5 -5
1,2
1 2
,1 K
2 1
1,58 10 1,58 10 4 1 0,1 1,58 10x
2 1
x 0,0012 x 0,0013
pH log(0,0012) 2,90
KISELO-BAZNE REAKCIJE
Opcija 3:
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
10/26
5. Izračunajte pH vrijednost 0,01 M otopine amonijaka (NH4OH)!
c(NH4OH) = 0,01M
p K B = 4,8 ⇨ p K K = 14-p K B = 9,2
pH=?
NH4OH ⇨ slaba baza
NH4OH ⇌ NH4+ + OH
-
KISELO-BAZNE REAKCIJE
k baze
1 1 pH=7+ pK log c
2 2
k baze
1 1 pH 7 pK log c
2 2
1 1 pH 7 9,2 log (0,01)
2 2
pH 10,6
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
11/26
hidroliza aniona+ +
2 N OHa +CN H O Na +HCN
6. Izračunajte pH vrijednost 0,1 M otopine NaCN!
c(NaCN) = 0,1M
K K = 4,9 10-10 M ⇨ p K K = - log K K = 9,31
pH=?
KISELO-BAZNE REAKCIJE
K soli
1 1 pH=7 p log
2 2 K c
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
12/26
hidroliza kationa+
4 2 4 NH Cl H O N lHH OH C
7. Izračunajte pH vrijednost 1%-tne otopine NH4Cl!
w(NH4Cl) = 1%= 0,01
K B= 1,58 10-5 M ⇨ pK B = - log (K B) = 4,8
⇨ pK K = 9,2
pH=?
KISELO-BAZNE REAKCIJE
k soli
1 1 pH= pK log c
2 2
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
13/26
8. Izračunajte pH vrijednost otopine CH3COONH4 koja je
pripremljena otapanjem 8,25 g CH3COONH4 u 500 mL H2O!
hidroliziraj
4
+
u i kation i
K 4
K
anion+
4 2 4 NH Ac H
m NH Ac 8,25 g
V 500mL
pK (NH ) 9,2 pK (HAc) 4,75
pH ?
O NH OH HAc
KISELO-BAZNE REAKCIJE
1 2K K
1 pH= pK pK
2
1 pH= 9,2 4,75 6,98
2
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
14/26
9. Izračunajte pH vrijednost otopine dobivene miješanjem:
a) 50 mL 0,05 M HBO2 i 50 mL 0,2 M KOH
b) 50 mL 0,05 M HBO2 i 5 mL 0,2 M KOH
c) 50 mL 0,05 M HBO2 i 50 mL 0,05 M KOH
KISELO-BAZNE REAKCIJE
-10
1 K K =6,03 10 pK =9,2
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
15/26
-3 3 3 3
2 2 2
-3 3 3 2
3
UKUPNI
a) n HBO c HBO V HBO 0,05 mol dm 50 10 dm 2,5 10 mol
n KOH c KOH V KOH 0,2 mol dm 50 10 dm 10 mol
V 50mL 50mL 100mL 0,1dm
U zajedničkoj otopini dolazi do neutralizaci
- -
2 2 2
s
3
v
2
a k
je:
poče
HBO
tno stanje: 2,5 10 mol 10 mol
+ OH
0
ravnotežno s
BO
tanje:
+ O
0
H
2 3i 10 -2,510 moselina je iz3 3
2
reag
-
la
2
iral 7,5 10 mol 2,5 10 mol
Nakon što je izreagirala sva količina HBO u otopini su preostale dvije bazne komponente.
Kako je KOH znatno jača baza od BO
-
3neizreagirani
3neizreagiraniUKUPNI
možemo smatrati da je on taj koji određu je pH otopine.
Stoga će koncentracija OH iona biti jednaka neizreagiranoj koncentraciji KOH.
n KOH 7,5 10 molc KOH 7,5 10
V 0,1dm
2 -3
- -2
mol dm
pOH - log c OH - log 7,5×10 1,12
pH 12,88
3 3 3 3b) l d d l
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
16/26
-3 3 3 3
2 2 2
-3 3 3 3
3
UKUPNI
b) n HBO c HBO V HBO 0,05 mol dm 50 10 dm 2,5 10 mol
n KOH c KOH V KOH 0, 2 mol dm 5 10 dm 10 mol
V 50 mL 5 mL 55 mL 0,055 dm
U zajedničkoj otopini dolazi do neutraliz
- -
2 2 2
3 3
HBO + OH BO +
acije:
početno stanje: 2,5 10 mol 10 mol 0
ravnotežno stanje
O
H
:
3 3-sav OH je izreagir 2,5 10 -
3 3
-
0 m ao1 ol
1,5 10 mol 0 10 mol
Nakon što je izreagirala sva količina OH u otopini su preostale kisela komponenta i njena sol.
Stoga će se pH otopine račun
32 neizreagirani 2 -3
2 3neizreagiraniUKUPNI
- 32- 2 -3
2 3
UKUPNI
K
ati prema izrazu za pH vrijednost pufer sustava.
n HBO 1,5 10 molc HBO 2,7 10 mol dm
V 0,055 dm
n BO 10 molc BO 1,8 10 mol dm
V 0,055 dm
c baze
pH pK +log
2
2
1,8 109,2+log 9,02c kiseline 2,7 10
3 3 3 3
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
17/26
-3 3 3 3
2 2 2
-3 3 3 3
3
UKUPNI
c) n HBO c HBO V HBO 0,05 mol dm 50 10 dm 2,5 10 mol
n KOH c KOH V KOH 0,05 mol dm 50 10 dm 2,5 10 mol
V 50mL 50mL 100mL 0,1dm
U zajedničkoj otopini dolazi do neutral
- -
2 2
3
2
3
HBO + OH BO + H O
izacije:
početno stanje: 2,5 10 mol 2,5 10 mol 0
ravnotežno stanje:
3
2
0 0 2, 5 10 mol
Izreagirala je sva količina HBO kao i sva količina KOH.
U otopini je preostala samo sol k
oja hidrolizira
:
- 32 2 -3
3
UKUP
- -
2 2 2
NI
2
K
n BO 2,5 10 molc soli 2,5 10 mol dm
V 0,1dm
1 1 1 1 pH 7 + pK + log c(soli) 7 + 9,2 + log 2,5 10
2
BO + H O HBO + O
2 2 2
pH 10,8
0
H
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
18/26
10. Izračunajte pH vrijednost otopine dobivene miješanjem:
a) 350 mL 0,1 M HCl i 50 mL 0,1 M NH4OH
b) 250 mL 0,1 M HCl i 250 mL 0,1 M NH4OH
c) 100 mL 0,1 M HCl i 450 mL 0,1 M NH4OH
KISELO-BAZNE REAKCIJE
+
4 pK(NH )=9,2
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
19/26
-3 3 3 2
-3 3 3 3
4 4 4
3
UKUPNI
a) n HCl c HCl V HCl 0,1 mol dm 350 10 dm 3,5 10 mol
n NH OH c NH OH V NH OH 0,1 mol dm 50 10 dm 5 10 mol
V 350 mL 50mL 400 mL 0, 4 dm
U zajedničkoj otopini dolazi do neu
+ +
4 4 2
s
3 2
NH OH + H NH + H
tralizacije:
početno stanje: 5 10 mol 3,5 10 mol 0
ravnotežno stanje: 0
O
4 2 2
3,5 10 -5 10
av NH OH je izreagirao
mo
2 2
l
4
3,0 10 mol 5 10 mol
Nakon što je izreagirala sva količina NH OH u otopini su preostale dvije kisele komponente.
Kako je HCl znatno jača kiselina od
+
4
+
2neizreagirani
3neizreagiraniUKUPNI
NH možemo smatrati da je ona ta koja određuje pH otopine.
Stoga će koncentracija H iona biti jednaka koncentraciji neizreagirane HCl.
n HCl 3,0 10 molc HCl
V 0, 4 dm
2 -3
+ -2
7, 5 10 mol dm
pH - log c H - log 7,5×10 1,12
3 3 3 2b) HCl HCl V HCl 0 1 l d 250 10 d 2 5 10 l
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
20/26
-3 3 3 2
-3 3 3 2
4 4 4
3
UKUPNI
b) n HCl c HCl V HCl 0,1 mol dm 250 10 dm 2,5 10 mol
n NH OH c NH OH V NH OH 0,1 mol dm 250 10 dm 2,5 10 mol
V 250 mL 250mL 500 mL 0,5 dm
U zajedničkoj otopini dolazi do
+ +
4 4
2
2
2
NH OH + H NH
neutralizacije:
početno stanje: 2,5 10 mol 2,5 10 mol 0
ravnotežno
+
stanje
H
:
O
2
4
0 0 2, 5 10 mol
Izreagirala je sva količina NH OH kao i sva količina HCl.
U otopini je preostala samo sol koja hidrolizira
:
+4
+ +
4 2
+ 24 -3
3
UKUPNI
K NH
4
n NH 2,5 10 molc soli 0,05 mol dm
V 0,5dm
1 1 1 1 1 1 pH pK log c(soli) pK log c(soli) 9,2 log 0,05
2 2 2
NH + H O NH OH+
2 2 2
pH 5,25
H
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
21/26
-3 3 3 2
-3 3 3 2
4 4 4
3
UKUPNI
c) n HCl c HCl V HCl 0,1 mol dm 100 10 dm 10 mol
n NH OH c NH OH V NH OH 0,1 mol dm 450 10 dm 4,5 10 mol
V 100 mL 450mL 550 mL 0,55 dm
U zajedničkoj otopini dolazi do n
+ +
4 4 2
2 2
NH OH + H NH +
eutralizacije:
početno stanje: 4,5 10 mol 10 mol 0
ravnotežno sta
H O
nje:
2 2+sav H je izreagira4,5 10 -10 mol
2 2
o
+
3,5 10 mol 0 10 mol
Nakon što je izreagirala sav H , u otopini su preostale bazna komponenta i njena sol.
Stoga će se pH otopine računati prem
24 neizreagirani 2 -3
4 3neizreagiraniUKUPNI
+ 24+ 2 -3
4 3
UKUPNI
K
a izrazu za pH vrijednost pufer sustava.
n NH OH 3,5 10 mol
c NH OH 6, 4 10 mol dmV 0,55 dm
n NH 10 molc NH 1,8 10 mol dm
V 0,55 dm
c baze pH pK +logc kiseline
2
26, 4 109,2+log 9,751,8 10
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
22/26
11. Izračunajte pH vrijednost slijedećih otopina :
a) 1,5%-tna otopina Na2CO3
b) 1,5%-tna otopina NaHCO3
c) otopina nastala miješanjem
50 mL 1,5%-tne Na2CO
3 i 50 mL 1,5%-tne NaHCO
3
KISELO-BAZNE REAKCIJE
1
2
pK =6,34
pK =10,25
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
23/26
+ - - + 2-2 3 3 3 3
+ - + 2-3 3-6,34 -10,25
1 2-2 3 3
H CO H +HCO HCO H +HCO
H HCO H COK = =10 K = =10
H CO HCO
pK=6,34
pK=10,25
Karbonatna kiselina
HCO3- CO3
2-H2CO3
[H2CO3]=[HCO3-] [HCO3-]=[CO32-]
pH6,34 10,25
KISELO-BAZNE REAKCIJE
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
24/26
KISELO-BAZNE REAKCIJE
hidroliz
2 3
3
2 3 2 3
33
ira a+ 2-
2
2
3
2
3
2 3
3
a) w(Na CO ) 1,5%15 g NaOH
w(Na CO ) γ(Na CO ) 15g/dm1 kg otopine
γ(Na CO ) 15g/dm c(Na CO ) 0,14 mol/dm
M(Na CO ) 2 22,99+12,01+3 16,00 g/mol
2Na +CO +H O
2
nion + - -
3
1 1 1 1 pH 7 + + log c(soli) 7 + 10,2 p 5 + log 0,14
2 2 2
2Na HCO
2
pH 11, 70
+ OH
K
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
25/26
hidroliz
3
3
ira kao-3
3 3
333
3
2
3
b) w(NaHCO ) 1,5%
15 g NaOH w(NaHCO ) γ(NaHCO ) 15g/dm
1 kg otopine
γ(NaHCO ) 15g/dm c(NaHCO ) 0,18 mol/dm
M(NaHCO ) 22,99+1,01+12,01+3 16,00 g/
H
m
CO +H O
ol
baza-
2 3
disocira kao kiselina- + 2-
3
1 2
3
1 1 pH pK +pK 6,34+10,25
2 2
pH
H CO + OH
HCO H C
8,
O
30
KISELO-BAZNE REAKCIJE
-
8/17/2019 01 Seminar - Protoliticke Reakcije
26/26
KISELO-BAZNE REAKCIJE
3 3
2 3 2 3 2 3
3 3 3 32 3 2 3 2 3
3 3
c) Prije miješanja:
w(Na CO )=1,5% γ(Na CO ) 15g/dm c(Na CO ) 0,14mol/dm
n(Na CO ) c(Na CO ) V(Na CO ) 0,14mol/dm 50 10 dm =7 10 mol
w(NaHCO )=1,5% γ(NaHCO )
3 333 3 3 3
3 3 3
3
UKUPNI
2 32 3
UKUPNI
15g/dm c(NaHCO ) 0,18mol/dm
n(NaHCO ) n(NaHCO ) V(NaHCO ) 0,18mol/dm 50 10 dm =9 10 mol
Nakon miješanja:
V =50mL+50mL=100mL=0,1dm
n(Na CO ) c(Na CO )
V
im
33
3
333
3 3
UKUPNI
K
amo pufer sustav+ 2- + - + 2- + + -
3 3 3 3 2Na
7 10 mol0,07mol/dm
0,1dm
n(NaHCO ) 9 10 mol c(NaHCO ) = =0,09mol/dm
V 0,1dm
c baze pH pK
+CO +Na +HCO 2Na +CO Na
+log
c ki
+H +CO
se
2 3
3
2
c Na CO 0,07+log 10, 25+log 10,14
line c NaHCO 0,09
pK