5 Reaktiot ja tasapaino Flashcards
homogeeninen tasapainotila
kaikki reagoivat aineet ovat samassa olomuodossa
heterogeeninen tasapainotila
reagoivat aineet eivät ole samassa olomuodossa
kinetiikka
reaktionopeuden tarkastelu
tasapainoreaktiossa tapahtuu
etenevä ja palautuva reaktio
kun dynaaminen tasapainotila on saavutettu
eivät lähtöaineiden ja lopputuotteiden konsentraatiot enää muutu
reaktion tasapainovakio
K = [C]^c * [D]^d / [A]^a * [B]^b
eli massavaikutusten laki
tasapainovakion lukuarvo antaa tietoa tasapainoseoksessa olevien aineiden
määrien suhteesta
K»_space; 1
tasapainoasema on oikealla, reaktiotuotteita on reaktioseoksessa paljon
K
tasapainoasema on vasemmalla, reaktiotuotteit on reaktioseoksessa vähän
etenevän ja palautuvan reaktion välinen yhteys
K1 * K2 = 1
Le Châtelier’n periaate
Jos tasapainotilassa olevan systeemin olosuhteita muutetaan, systeemi pyrkii kumoamaan tehdyn muutoksen
muuttamalla tasapainoreaktion jonkin aineen konsentraatiota reaktio etenee
siten, että lisätyn aineen konsentraatio pienenee. Jos ainetta poistetaan, reagoi systeemi tuottamalla sitä lisää
muuttamalla tasapainoreaktion painetta kaasureaktiossa siirtyy reaktio
siihen suuntaan, missä kaasumolekyylien määrä (ainemäärä) on pienempi. Paineen pienentäminen siirtää reaktiota vastakkaiseen suuntaan
muuttamalla tasapainoreaktion lämpötilaa reaktio siirtyy
endotermisen reaktion suuntaan. Lämpötilaa laskettaessa tapahtuu reaktio eksotermiseen suuntaan.
Tasapainovakion arvo muuttuu vain
lämpötilaa muutettaessa
yksiarvoinen happo
monoproottinen happo voi luovuttaa yhden protonin
vetykloridi HCl
typpihappo NHO3
etikkahappo CH3COOH
useampiarvoinen happo
polyproottinen happo voi luovuttaa kaksi tai jopa kolme protonia
konjugaattiemäs
vastinemäs
konjugaattihappo
vastinhappo
happovakio
K_a = [A⁻][H3O⁺] / [HA]
emäsvakio
K_b = [BH⁺][HO⁻] / [B]
pK_a =
-lgK_a ⟷ K_a = 10^-pK_a mol/dm3
pK_b =
-lgK_b ⟷ K_b = 10^-pK_b mol/dm3
vahvaa happoa vastaa aina
heikko emäs
perkloraattihappo HClO4 ⇌
perkloraatti-ioni ClO4⁻
vetykloridi HCl ⇌
kloridi-ioni Cl⁻
typpihappo HNO3 ⇌
nitraatti-ioni NO3⁻
vetysulfaatti-ioni HSO4⁻ ⇌
sulfaatti-ioni SO4²⁻
etaanihappo CH3COOH ⇌
etanaatti-ioni CH3COO⁻
ammoniumioni NH4⁺ ⇌
ammoniakki NH3
vetykarbonaatti-ioni HCO3⁻ ⇌
karbonaatti-ioni CO3²⁻
happo on protonin
luovuttaja
emäs on protonin
vastaanottaja
amfolyytti toimii
joko happona tai emäksenä
vahvat protolyytit protolysoituvat vesiliuoksessa
täydellisesti
heikkot protolyytit protolysoituvat vesiliuoksessa
osittain, muodostuu tasapainotila
happojen vesiliuokseen muodostuu
oksoniumioneja H3O⁻
[H3O⁺] = [OH⁻] =
1,0 * 10^-7 mol/dm³
K_w =
[H3O⁺][OH⁻] = 1,0 * 10^-14
[H3O⁺] =
K_w / [OH⁻]
[OH⁻] =
K_w / [H3O⁺]
k_a(HA) * K_b(A⁻) =
K_w
vahvojen monoproottisten happojen vesiliuoksissa oksoniumkonsentraatio
merkitään samaksi kuin hapon alkukonsentraatio
vahvojen emästen vesiliuoksissa hydroksidi-ionikonsentraatio lasketaan
liuenneen alkali- tai maa-alkalimetallihydroksidin tai oksidin ainemäärän avulla
protolysoitumisaste ilmaisee
protolysoituneen osan konsentraation suhteen protolyytin alkuperäiseen konsentraatioon
puskuriliuoksella on kyky pitää
liuoksen pH lähes vakiona, kun liuokseen lisätään pieniä määriä happoa tai emästä
puskuriliuokset sisältävät aina
heikkoa happoa ja sen vastinemästä TAI
heikkoa emästä ja sen vastinhappoa
indikaattorit
muuttavat väliään liuoksen pH-arvon mukaan
indikaattorit ovat
heikkoja protolyyttejä
indikaattorimolekyylin happomuodon InH-väri on
erilainen kuin emäsmuodon In⁻-väri
niukkaliukoinen suola rakentuu
yleensä hyvin pienikokoisista ioneista tai ioneilla on suuri varaus
niukkaliukoisia suoloja
kalsiumfluoridi CaF2
alumiinioksidi Al2O3
sinkkisulfidi ZnS
liukoisuus ilmoitetaan yksikössä
g/100 g vettä
suolan liuetessa
pienet pooliset vesimolekyylit tarrautuvat kiinni ioneihin ja irrottavat ne kiteestä
suolakiteen hajoaminen ja ionien siirtyminen vesiliuokseen johtuu
ionien ja vesimolekyylien välisistä sähköisistä vetovoimista, joita sanotaan ioni-dipolisidoksista
neutraloitumisessa syntyy
suolaa
neutraloitumisreaktiossa hapon oksoniumionit ja emäsen hydroksidi-ionit reagoivat, jolloin muodostuu
vettä
happo-emästitrauksessa tuntematon liuos titrataan
tunnetun väkevyisellä happo- tai emäsliuoksella
titrauksen ekvivalenttipiste havaitaan
joko indikaattorin avulla tai määritetään piirtämällä titrauskäyrä
titrauskäyrässä näyteliuoksen pH esitetään
tirtausliuoksen kulutuksen funktiona
titrauskäyrän avulla voidaan (4)
määrittää tuntemattoman happo- tai emäsliuoksen konsentraatio
laskea happo- tai emäsvakio heikolle protolyytille
päätellä neutraloitumisreaktiossa syntyneen suolan vesiliuoksen pH
valita kyseiseen titraukseen sopiva indikaattori
veteen liukenevan suolan ioneilla voi olla
happo- tai emäsluonnetta, eli ne voivat muuttaa liuoksen pH-arvoa
jos veteen liuenneella ionilla on happoluonnetta,
vesiliuoksen pH-arvo laskee
liukoisuustulo
M_mX_x (s) ⇌ m M^a+ (aq) + x X^b-
K_s = [Ma+]^m[Xb-]^x
K_s on suolan
kylläisestä liuoksesta laskettu tasapainovakio
liukoisuustulon K_s arvo lasketaan
kylläisen vesiliuoksen ionien konsentraatiosta
suolan liukoisuus ja ionien konsentraatiot kylläisessä liuoksessa voidaan laskea
liukoisuustulon arvosta
ionitulo
Q = [X⁺][Y⁻]
Q > K_s(XY)
suolaa saostuu
Q
suolaa ei saostu
ionitulon Q avulla voidaan laskea
tapahtuuko saostumista, kun kahden suolan vesiliuokset yhdistetään