Hapot & emäkset Flashcards
rikkihappo
H2SO4
happo
aine, joka luovuttaa protonin protoninsiirtoreaktiossa
emäs
aine, joka vastaanottaa protonin protoninsiirtoreaktiossa
mitä happo tekee vesiliuoksessa?
luovuttaa protonin emäksenä toimivalle vedelle -> muodostaen H3O+
protolysoituminen
protonin luovuttaminen
heikko happo vesiliuoksessa
vain osa happohiukkasista luovuttaa protonin eli protolysoituu
HA(aq) + H2O(l) A-(aq) + H3O+(aq)
muodostuu siis heikkoa emästä A- joka on heikon hapon HA vastinemäs
vahva happo vesiliuoksessa
jokainen happohiukkanen protolysoituu
polyproottinen happo (moniarvoinen happo)
useamman protonin luovuttavaa happoa
protolyysireaktio
protoninsiirtoreaktio eli protoni (H+) siirtyy kahden aineen välillä
aineen emäksisen luonteen vaatimus
vapaa elektronipari, jonka avulla emäs voi vastaanottaa protonin
vapaa elektronipari = tarkoittaa siis kahta ulkoelektronia, jotka eivät ole osallistuneet kovalenttisiin sidoksiin
oksoniumioni
protonin vastaanottanut vesimolekyyli
karboksyylihapot ja fenolit, heikkoja vai vahvoja happoja?
heikkoja, eli kaksisuuntainen reaktionuoli (vain osa happomolekyyleistä luovuttaa protonin)
luettele kolme yleistä vahvaa happoa
suolahappo HCl
typpihappo HNO3
perkloorihappo HClO4
luettele kaksi kahdenarvoista happoa
rikkihappo H2SO4
hiilihappo H2CO3
(voivat siis luovuttaa kaksi protonia)
luettele jokin kolmenarvoinen happo
fosforihappo H3PO4
voi luovuttaa kolme protonia
kahtaisioni
kahtaisionilla on sekä positiivinen että negatiivinen sähköinen varaus
neutralointireaktio
happo + emäs -> suola + vesi
emäs vesiliuoksessa
vesiliuoksessa emäs ottaa protonin vastaan vesimolekyyliltä, jolloin vesimolekyyli toimii happona (happo on aine, joka luovuttaa protonin) -> vesiliuokseen syntyy hydroksidi-ioneja
onko amidit ja amiinit emäksiä?
ei, vain amiinit ovat
luettele kaksi vahvaa emästä
hydroksidi-ioni OH(-)
sulfidi-ioni S(2-)
jokin kolmenarvoinen emäs
PO4(3-)
milloin neutralointireaktio tapahtuu täydellisesti?
jos reaktioon osallistuu vahva happo tai vahva emäs
onko neutraloitumisreaktio myös protoninsiirtoreaktio?
on
heikko emäs vesiliuoksessa
B(aq) + H2O(l) BH+(aq) + OH-(aq)
muodostuu siis heikkoa happoa BH+, joka on heikon emäksen B vastinhappo
mikä happomolekyylistä muodostuu protonin luovutuksen myötä happo-emäs reaktiossa?
vastinemäs eli konjugaattiemäs
esim. CH3COOH tulee CH3COO- (vastinemäs)
happo + emäs vastinemäs + vastinhappo
emäs + happo vastinhappo + vastinemäs
happo-emäspari
heikko happo ja sen vastinemäs
tai
heikko emäs ja sen vastinhappo
heikon hapon protolyysireaktion tasapainovakio
HA(aq) + H2O(l) A-(aq) + H3O+(aq)
joten tpvakio:
Ka = [A-][H3O+]/[HA]
mitä happo- ja emäsvakiosta voidaan päätellä?
hapon tai emäksen vahvuus eli miten suuri osa happo- tai emäsmolekyyleistä protolysoituu; mitä suurempi happovakio, sitä suurempi osa happomolekyyleistä protolysoituu; mitä suurempi emäsvakion arvo, sitä suurempi osa emäksestä protolysoituu eli ottaa vastaan protonin vedeltä
mitä suurempi Ka arvo, sitä _____ pKa arvo
pienempi (muistisääntö: koska suuri Ka arvo tarkotti vahvaa happoa ja sillä on matala pH)
pKa ja pKb kaavat
pKa = -lgKa -> Ka = 10^-pKa pKb = -lgKb -> Kb = 10^-pKb
protolysoitumisaste
= ionisoitumisaste tai dissosioitumisaste
= kertoo, kuinka monta prosenttia happo- tai emäsmolekyyleistä on protolysoitunut tasapainotilan vallitessa
esim. heikon hapon protolysoitumisaste:
[A-]tp/c(HA)alku *100%
mitkä orgaanisista yhdisteryhmistä ovat happamia, eli mitkä rakenteet on tunnistettava hapoiksi rakennekaavan/nimen perusteella? (2kpl)
karboksyylihapot ja fenolit
mitkä 5 epäorgaanista happoa on osattava?
- suolahappo HCl
- typpihappo HNO3
- rikkihappo H2SO4 ja -> vetysulfaatti HSO4(-)
- hiilihappo H2CO3 ja -> vetykarbonaatti HCO3(-)
- fosforihappo H3PO4 ja -> divetyfosfaatti H2PO4(-) ja -> vetyfosfaatti HPO4(2-)
viittaako ammonium happoon vai emäkseen?
happoon (mutta ammoniakki tai amiini emäkseen)
ovatko amidit happamia vai emäksisiä?
ei kumpiakaan, neutraaleja.
mitä orgaanisista yhdisteryhmistä on emäksinen
amiinit
mitä pH arvo ilmoittaa?
liuoksen oksoniumionikonsentraation [H3O+]
pH = -lg[H3O+]
miten oksoniumionkonsentraatio voidaan laskea jos tiedetään pH?
[H3O+] = 10^-pH
mitä pOH arvo kertoo?
liuoksen hydroksidi-ionikonsentraation [OH-]
pOH = -lg[OH-]
miten hydroksidiionkonsentraatio voidaan laskea jos tiedetään pOH?
[OH-] = 10^-pOH
miten pH:ssa ja pOH:ssa tulevat merkitsevät numerot (poikkeus!)?
vasta pilkun jälkeen, esim. pH 12,46 (2 merkitsevää)
vahvan hapon vastinemäs on aina…
heikko emäs
vahvan emäksen vastinhappo on aina…
heikko happo
veden autoprotolyysireaktio
H2O(l) + H2O(l) OH-(aq) + H3O+(aq)
veden ionitulo
Kw = [H3O+][OH-] = 1.008*10^-14 M^2 (T=298.15K)
veden autoprotolyysin tasapainovakio Kw
-arvo on hyvin pieni -> joten reaktio eteneee vain vähän tuotteiden puolelle (suurin osa pysyy siis H2O:na)
mitä veden ionitulolle tapahtuu, jos happoa tai emästä lisätään?
ei mitään; oksonium- tai hydroksidi-ionikonsentraatiot muuttuvat vain
mitä jos [H3O+] > [OH-]?
liuos on hapan ja pH on siis alle 7
pH + pOH = …
14.00
neutraloitumisreaktio
happo + emäs -> muodostuu vettä
neutraloitumisreaktion tasapainovakio
neutraloituminen on veden autoprotolyysireaktion käänteisreaktio, joten K = 1/Kw = 9.92..*10^13 M^-2
mitä pitää lisätä jos halutaan neutraloida vahvan hapon vesiliuos?
sama ainemäärä hydroksidi-ioneja kuin siinä on oksoniumioneja (yleensä käytetään vahvaa emästä)
mitä muodostuu vahvan emäksen ja vahvan hapon reaktiosta?
neutraalia suolaa ja vettä (pH=7)
heikon hapon neutralointi
heikko happo + vahva emäs -> emäksinen suola + vesi
pH > 7
heikon emäksen neutralointi
heikko emäs + vahva happo -> hapan suola + vesi
pH < 7
kahdenarvoisen hapon neutralointi yhdenarvoisella emäksellä: paljonko aineita kuluu?
yhteen mooliin kahdenarvoista hapon neutralointia varten kuluu kaksi moolia emästä
mitä vahvempi happo on, sitä ____ on sen vastinemäs
heikompi
kun tiedetään heikon hapon HA happovakio Ka tai pKa voidaan ratkaista sen vastinemäksen A- emäsvakio Kb tai pKb yhtälöllä….
Ka(HA) * Kb(A-) = Kw
tai
pKa(HA) + pKb(A-) = pKw
mitä vahvempi emäs on, sitä ____ on sen vastinhappo
heikompi
vahvaa happoa (tai emästä) vastaa aina niin heikko vastinemäs (tai vastinhappo), että vastinemäs (tai vastinhappo) luokitellaan ____ yhdisteeksi
neutraaliksi
miten pH-laskutehtävien ratkaisu aloitetaan?
tunnistamalla, onko kyseessä heikon vai vahvan hapon tai emäksen vesiliuos (heikon hapon tai emäksen pH-laskun tunnistaa jos pitää käyttää happo tai emäsvakiota Ka tai Kb)
