kemija - kiseline, baze, soli Flashcards
osobe koje su dale teorije o kiselinama i bazama
- Arrhenius
- Bronsted i Lowry
- Lewis
opće oznake za kiseline
HA - kiselina
H+ ili H3O+ - vodikov ili oksonijev ion
A- - kiselinski ostatak
opće oznake za baze
BOH - baza
B+ - kation metala
OH- - hidroksidni ion
- Arhenius
- kiseline definira kao tvari koje u vodenoj otopini povećavaju koncentraciju H+ ili H3O+ iona (H+ ne postoji u prirodi, stoga se piše H3O+ jer su oni u otopini uvijek okruženi molekulama vode)
- baze definira kao tvari koje u vodenoj otopini povećavaju koncentraciju OH- iona
- Bronsted i Lowry
- kiseline -> proton-donori
- baze -> proton-akceptori
(proton=H+) - predpostavili su postojanje konjugiranog para: kiselina otpuštanjem proton postaje konjugirana baza, a baza primanjem protona postaje konjugirana kiselina
- Lewis
- kiseline -> elektron-akceptori ili čestice koje primaju elektronski par
- baze -> elektron-donori ili čestice koje daju elektronski par za nastajanje kovalentne veze
voda je amfiprotonska
- može se ponašati i kao kiselina i kao baza, ovisno o ostalim sudionicima reakcije
dobivanje kiselina
- reakcija nemetalnog oksida i vode
nemetal+kisik -> oksid nemetala+voda - > kiselina
pokus: Dobivanje H2SO3 - sinteza iz elemenata
pokus: Dobivanje HCl
svojstva kiselina
- kiselost
- električna vodljivost - vodene otopine kiselina provode električnu struju jer sadrže slobodne ione
- dehidratacijsko djelovanje - kiseline duzimaju vodu organskim tvarima koje pougljene (karboniziraju) - npr. saharoza
- razarajuće djelovanje - reakcija vapnenca s klorovodičnom kiselinom
podjela kiselina prema podrijetlu
- ANORGANSKE - umjetno podrijetlo, proizvode se (HCl, HBr, HI, HF, H2S, H2SO3, H2SO4, HNO3, HNO2, H2CO3, H3PO4, HClO, HClO2, HClO3, HClO4
- ORGANSKE - prirodno podrijetlo (HCOOH, CH3COOH, CH3CH2COOH, C6H8O7)
podjela kiselina prema stupnju ionizacije
- MONOPROTONSKE - 1 stupanj ionizacije
- DIPROTONSKE - 2 stupnja ionizacije
- TRIPROTONSKE - 3 stupnja ionizacije
IONIZACIJA
- nastajanje iona iz molekula
DISOCIJACIJA
- razlaganje ionskih spjeva na ione od kojih su građeni
strelice za ionizaciju kiselina
- jake monoprotonske: ireverzibilne
- jake diprotonske: ireverzibilna pa ravnotežna
slabe diprotonske: oba stupnja ravnotežna - triprotonske: sva tri stupnja ravnotežna
podjela kiselina prema jakosti
- JAKE - HClO4, HI, HBr, HCl, H2SO4, HNO3
- SLABE - CH3COOH, H2CO3, H2S, HClO
ovisnost ugljikovodičnog lanca o kiselosti karboksilnih kiselina
*povećavanjem ugljikovodičnog lanca kiselost karboksilnih kiselina je manja
org - anorg
*organske kiseline uvijek su slabije od anorganskih
RAVNOTEŽNA KONSTANTA IONIZACIJE SLABE KISELINE
Ka = (H30+)(A-) / (HA)x(H2O)
- jedan stupanj ionizacije = jedna konstanta
KONSTANTA IONIZACIJE JAKE KISELINE
Ka = (H30+)x(A-)
ionizacija kod slabih i jakih kiselina
slabe kiseline: vrlo mala ionizacija
jake kiseline: potpuna ionizacija
- shematski prikaz
jakost kiseline s obzirom na iznos konstante ionizacije
- vrlo jake: 10^3 - 10^9
- jake: 10^-2 - 10^3
- slabe: 10^-7 - 10^-2
- vrlo slabe: <10^-7
*veći iznos konstante ionizacije > jača kiselina > više ionizira
baze
- uglavnom čvrste tvari
1. metalni hidroksidi
2. metalni oksidi
3. karbonati
lužine (općenito + dobivanje)
- vodene otopine hidroksida (baza) koje u reakciji s vodom povećavaju koncentraciju OH- iona
- dobivanje
metal+O2 > oksid metala+H2O > hidroksid+H2O > lužina (ako je hidroksid topljiv u vodi)
svojstva lužina
- nagrizaju/oštećuju oči, kožu, sluznice
- korozivno djeluju na metale
- zgrušavaju bjelančevine
- mijenjaju boju indikatorima
uporaba lužina
- sredstva za čišćenje (odmašćivanje pećnica, roštilja, štednjaka, čišćenje odvodnih cijevi)
podjela baza prema broju OH
- MONOHIDROKSIDNE
- sadrže jednu OH skupinu
- NaOH, KOH, LiOH - DIHIDROKSIDNE
- sadrže dvije OH skupine
- Ca(OH)2, Mg(OH)2, Ba(OH)2
podjela baza prema jakosti
- JAKE - CsOH, RbOH, NaOH, LiOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2
- SLABE - NH4OH, Mg(OH)2, CH3NH2 (METILAMIN), CH3CH2NH2 (ETILAMIN) , C6H5NH2 (ANILIN), N2H4 (HIDRAZIN)
KONSTANTA IONIZACIJE SLABE BAZE
Kb = (BH+)(OH-) / (B)x(H2O)
KONSTANTA IONIZACIJE JAKE BAZE
Kb = (BH+)(OH-)
voda je AMFOLIT
- može se ponašati i kao kiselina i kao baza (proton-donor / protoon-akceptor)
KONSTANTA RAVNOTEŽE ZA VODU
K=(H3O+)(OH-)
KONSTANTA IONSKOG PRODUKTA VODE
- oznaka: Kw - različita pri različitim temperaturama > tablica
- određena umnoškom ravnotežne množinske koncentracije H3O+ i OH- iona
koliko iznosi koncentracija H3O+ i OH- iona u destiliranoj vodi, t = 25C, p = 101325 Pa
110^-7 mol dm^-3
tada je Kw = (110^-7)(110^-7) = 110^-14 mol^2 dm^-6
- H3O+ > OH-
- H3O+ < OH-
- otopina je kisela
- otopina je bazična
zašto je uvedena pH vrijednost
- jer je koncentracija H3O+ i OH- u otopini vrlo mala pa je teško odrediti je li otopina kisela ili bazična
pH vrijednost - definicija
- mjera kiselosti otopine
pH vrijednost i pOH vrijednost - računanje
pH vrijednost - negativna vrijednost logaritma brojčane vrijednosti množinskih koncentracija H3O+ iona
pOH vrijednost - negativna vrijednost logaritma brojčane vrijednosti množinskih koncentracija OH- iona
pH + pOH = 14
pH ljestvica
0-14
1. 0-6 > kiselo
2. 7 > neutralno
3. 8-14 > lužnato
JEDNADŽBA IONIZACIJE JAKE I SLABE KISELINE
- koncentracije kiseline/baze jednaka je koncentraciji H3O+/OH- iona
- kiseline: (HA)=(H3O+)
- baze: (BOH)=(OH-)
*TO NE VRIJEDI KOD SLABIH KISELINA JER KOD NJIH MALI BROJ MOLEKULA IONIZIRA U VODI (OSTAJE VELIK BROJ NEIONIZIRANIH MOLEKULA)
KONSTANTA IONIZACIJE Ka/Kb - pH VRIJEDNOST OTOPINA SLABIH KISELINA I SLABIH BAZA
Ka = x^2 /(HA)
Kb = x^2 /(BOH)
STUPANJ IONIZACIJE, alfa
- omjer broja ioniziranih molekula i ukupnog broja molekula prije ionizacije
- ovisi o KONCENTRACIJI i TEMPERATURI
- ima vrijednost 0-1, često se iskazuje u postotcima
alfa = br. ion. mol. / ukupan br. mol. prije ion.
STUPANJ IONIZACIJE SLABIH KISELINA
- omjer mn. konc. H3O+ iona nastalih ionizacijom slabe kiseline i početne mn. konc. slabe kiseline
alfa(HA) = (H3O+) / (HA)
*zbog malog stupnja ionizacije slabih kiselina vrijedi da su početna i ravnotežna konc. jednake
STUPANJ IONIZACIJE SLABIH BAZA
- omjer mn. konc. OH- iona nastalih ionizacijom slabe baze i početne mn. konc. slabe baze
alfa(BOH) = (OH-) / (BOH)
*zbog malog stupnja ionizacije (ili disocijacije) slabih baza vrijedi da su početna i ravnotežna konc. jednake
što se koristi za precizno mjerenje pH
pH METAR
INDIKATORI
- tvari koje mijenjaju boju u prisutnosti druge tvari
KISELINSKO-BAZNI INDIKATORI
- mijenjaju boju u ovisnosti o pH području u kojem se nalaze
- najčešće slabe organske kiseline ili baze
Hln + H2O (boja 1) ravn. reak. ln- + H3O+ (boja 2)
vrste kiselinsko-baznih indikatora
- UNIVERZALNI INDIKATOR
- smjesa različitih indikatora
- pH se određuje prema usporednoj ljestvici boja
*mijenjaju boju u točno određenom pH području:
2. CRVENI LAKMUS PAPIR - u plavu kad je lužina
3. PLAVI LAKMUS PAPIR - u crvenu kad je kiselina
4. METILORANŽ - iz žuto-narančaste u crvenu kad je kiselina
5. FENOLFTALEIN - bezbojno u ljubičastu kad je lužina
6. BRMTIMOL PLAVO/MODRO - iz žute u plavu kad je lužina
prirodni indikatori
indikator crvenog kupusa
maćuhica
orhideja
zumbul
ljubičica
plućnjak
gerber
krizantema
*hortenzija
NEUTRALIZACIJA
- reakcija kiseline i baze pri čemu nastaju odgovarajuća sol i voda
- brza, ionska i egzotermna reakcija
- reakcije neutralizacije mogu se prikazivati u MOLEKULSKOM i IONSKOM obliku
potpuna neutralizacija
- reakcija jednakih množina oksonijevih i hidroksidnih iona
ovisnost vrste kiseline i broja molova lužine potrebnih za ionizaciju
monoprotonske - 1 mol
diprotonske - 2 mol
triprotonske - 3 mol
*višeprotonske kiseline s bazama regiraju u raličitim omjerima
TITRACIJA
- kiselinsko-bazna reakcija - metoda kvantitativne kemijske analize kojom se može odrediti koncentracija neke kiseline ili lužine
- reakcija se izvodi tako da se biretom dodaje otopina poznate koncentracije otopini nepoznate koncentracije kojoj je dodan indikator
TITRANT
ANALIT
titrant - otopina u bireti
analit - otopina u tikvici (nepoznate konc.)
TOČKA EKVIVALENCIJE
- označava trenutak kada je u otopini koja se titrira dodana ekvivalentna množina tvari kojom titriramo pri čemu dolazi do promjene boje indikatora
- količina titrantna = količina analita
prikaz titracijske krivulje za titraciju jake kiseline jakom bazom
graf - S
prikaz titracijske krivulje za titraciju jake baze jakom kiselinom
graf - Z
TITRACIJSKA KRIVULJA
- krivulja koja nastaje spajanjem točaka koje su dobivene očitanjem pH vrijednosti nastalih trošenjem titranta
SOLI
- ionski spojevi - formulske jedinke
- sastoje se od kationa metala i aniona nemetala, tj. kiselinskog ostatka
REAKCIJE DOBIVANJA SOLI
- IZRAVNO SPAJAJE METALA I NEMETALA (REDOKS PROCES) - nastaje samo sol
- REAKCIJA METALA I KISELINE - nastaju sol i vodik
- REAKCIJA BAZIČNOG/METALNOG OKSIDA S KISELINOM - nastaju sol i voda
- REAKCIJA KISELINSKOG/NEMETALNOG OKSIDA S LUŽINOM - nastaju sol i vodik
- REAKCIJA KISELINE I BAZE (NEUTRALIZACIJA) - nastaju sol i voda
- REAKCIJA DVOSTRUKE IZMJENE (TALOŽNE REAKCIJE)
- reagiranjem dviju topljivih soli izmjenom iona nastaje jedna topljiva i jedna netopljiva/slabo topljiva sol
- netopljiva sol odvaja se filtracijom, a topljiva sol se iskristalizira uparivanjem
- sol1 + sol2 > sol2 sol3
PUFERI
- smjese otopina slabih kiselina i njihovih soli ili slabih baza i njihovih soli koje ne mijenjaju ili neznatno mijenjaju pH dodatkom jakih kiselina ili jakih baza
vrste pufera
- ACETATNI (pH od 4 do 6)
- CH3COONa / CH3COOH (natrijev acetat i octena kiselina)
- održava pH krvi (7,34 - 7,45) - FOSATNI (pH od 6 do 8)
- H2PO4 - / HPO4 2- (natrijev hidrogenfosfat i kalijev dihidrogenfosfat)
-održava pH stanične tekućine (7,2) - KARBONATNI (pH od 4 do 6)
- HCO3 - / H2CO3 (natrijev hidrogenkarbonat i ugljična kiselina)
- održava pH krvi (7,34 - 7,45) i prenosi molekule O2 i CO2
KAPACITET PUFERA
- mjera otpora puferske otopine kojom se otopina opire promjeni pH vrijednosti
ACIDOZA
- smanjenje pH
- uzrokuje ju unošenje kiselina, masne hrane i smanjena izmjena zraka u organizmu
ALKALOZA
- povećanje pH
- uzrokuje ju unošenje lužina i povećanje izmjene zraka zbog visoke temperature
