hape-alus tasakaal
Post on 14-Jan-2016
196 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Tugevad happed◦ Tugevad happed on lahuses täielikult dissotiseerunud
◦ H+ sisaldus lahuses on võrdne happe analüütilise kontsentratsiooniga
◦Nt HNO3 HCl H2SO4 (esimeses astmes)
◦ pKa väärtused on negatiivsed
Nõrgad happed◦Happed, mis dissotsieeruvad lahuses osaliselt
◦Nt CH3COOH, fenool ja paljud teised
◦ Nt äädikhappe lahuses on nii äädikhappe molekulid kui ka atsetaatioonid◦ Fenooli lahuses on nii fenooli molekulid kui ka fenolaatioonid jne
◦ pKa väärtused 0 - ….
HCOOCHCOOHCH 33
Happega konjugeeritud alusHape
pKa ja pKb
◦ Äädikhappe dissotsiatsiooni kirjeldab dissotsatsioonikonstant:
◦ Atsetaatiooni, kui aluse, reaktsioonile veega
vastab konstant:
HCOOCHCOOHCH 33
COOHCH
COOCHHKa
3
3
OHCOOHCHOHCOOCH 323
COOCH
OHCOOHCHKb
3
3
a sõnast acid (ing k)
b sõnast base (ing k)
Analüütiline ja tasakaaluline kontsantratsioon◦Mingi aine analüütiline kontsentratsioon lahuses näitab, milline kogus seda ainet on
lahusele lisatud või muul moel sinna jõudnud)◦ Aga aine ei pruugi seal olla sellel kujul, nagu ta lisati◦ Tähitsame tähega „c“
◦Mingi osakese tasakaaluline kontsentratsioon lahuses väljendab selle konkreetse osakese sisaldust selles lahuses◦ Tähistame [osake]
◦Näide:◦ Lisades veele CH3COOH ta osaliselt jääb CH3COOH kujule ja osaliselt ioniseerub andes
CH3COO–
◦ c(CH3COOH) = [CH3COOH] + [CH3COO-]
pH
◦ Tugevate hapete puhul
◦On kasutuses ka mõiste
◦ Vesikeskkonnas
◦NB! Selles kursuses me tegeleme lahjade lahustega ning eeldame, et γ≈1
HpH log
HClcHpH
HClHClc
loglog
autopKlahustipOHpH
OHpOH
_
log
14 pOHpH
Nõrga happe lahuse pH◦ Vaatleme äädikhappe näitel
◦ Kuna x mol äädikhappe dissotsiatsioonil tekib x mol atsetaati ja x mol prootoneid, siis: (1)
◦ Äädikhappe analüütilise kontsentratsiooni saab siduda tasakaaluliste kontsentratsioonidega
◦ Asendades (1) ja (2) dissotsiatsioonikonstandi avaldisse:
◦ Jääb ruutvõrrandi lahendamine
COOHCH
COOCHHK
HCOOCHCOOHCH
a3
3
33
HCOOCH3
HCOOHCHcCOOHCH
COOHCHHCOOHCHCOOCHCOOHCHc
33
3333
23
33
3
HHCOOHCHcK
HCOOHCHc
HH
COOHCH
COOCHHK
a
a
(2)
Nõrga aluse lahuse pH ◦ Vaatleme ammoniaagi näitel
◦ Kuna x mol ammoniaaki reageerib veega tekib x mol ammoonium ioone ja x mol hüdroksiidioone, siis:
◦ Äädikhappe analüütilise kontsentratsiooni saab siduda tasakaaluliste kontsentratsioonidega
◦ Asendades (1) ja (2) dissotsiatsioonikonstandi avaldisse:
34
423
NH
OHNHK
OHNHOHNH
b
OHNHcNH
OHNHNHNHNHc
33
3433
pOHpHpOHOH
OHOHNHcK
OHNHc
OHOH
NH
OHNHK
b
b
14......
2
3
33
4
OHNH 4
Keskkonna dissotsiatsioon◦ Vesi on protoonne solvent, seega võivad ka tema autoprotolüüsist tekivad prootonid
mõjutada lahuses olevat prootonite üldhulka
◦ Vee autoprotolüüsi pole tarvis arvestada kui
◦ Seejuures kummagi prootonite „allika“ suurusjärku on võimalik hinnata:
OHHOH 2
üüsistautoprotolveeioonistdissotsatshappe HH __
2/1
_
2/1_
wüüsistautoprotolvee
ahapeioonistdissotsatshappe
KH
KcH
Soolade hüdrolüüs◦Naatrium atsetaat dissotseerub täielikult ning atsetaatioonid hüdrolüüsuvad
osaliselt:
◦Hüdrolüüsil tekkiva äädikhappe ja hürdroksiidioonide hulk on võrdne
◦ Tehes vastavad asendused Kb valemisse saame:
◦ Jääb lahendada ruutvõrrand
OHCOOHCHOHCOOCH 323
COOHCHCOOCHcsool 33
OHCOOHCH 3
COOCH
OHCOOHCHKb
3
3
OHc
OH
COOCH
OHCOOHCHK
soolb
2
3
3
Dissotsatsiooniaste◦Ühealuselise happe HA jaoks:
◦ Kahealuselise happe H2A jaoks:
AHA
A
c
A
HA
22
22
2
22
1
2
2
AHAAH
A
c
A
AHAAH
HA
c
HA
AH
AH
Arvuliselt saame leida
2
211
221
22
22
2
2211
1
22
1
2211
22
220
1
1
1
1
2
2
2
HKK
HK
HKK
AHAAH
A
c
A
HKK
HK
HK
AHAAH
HA
c
HA
HKK
HKAHAAH
AH
c
AH
AH
AH
AH
Puhverlahused◦ Lahused, mille on võime pH-d säilitada hapete-aluste lisamisel
◦ Nõrga happe ja tema soola lahus◦ Nõrga aluse ja tema soola lahus
◦ Puhverdusala on pH vahemikus: pKa±1
Näiteks◦Oletame, et meil on atsetaatpuhver:
◦ Lahuses on CH3COOH ja CH3COO-
◦Happe lisamisel:
◦ Aluse lisamisel:
COOHCHHCOOCH 33
OHCOOCHOHCOOHCH 233
Puhverlahuse pH arvutamine◦ Lähtume dissotsatsioonikonstandi avaldisest:
◦Miinuslogaritmimisel saame:
◦ Viimast nimetatakse puhvarlahuse valemiks
COOHCH
COOCHHK a
3
3
hape
soola
hape
soola
a
c
cpKpH
c
cpHpK
COOHCH
COOCHHK
log
log
logloglog3
3
top related