Upload
others
View
4
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Stechiometria w Stechiometria w roztworachroztworach
Woda jako Woda jako rozpuszczalnikrozpuszczalnik
WWłłaaśściwociwośści wodyci wody
-- budowa czbudowa cząąsteczki ksteczki kąątowatowa-- wiwiąązania Ozania O--H kowalencyjneH kowalencyjne-- czcząąsteczka polarnasteczka polarna
H
O2δ−
δ+
δ+
105°
H
RozpuszczanieRozpuszczanie
++
++
++ −
−
−−
−
−
++
++
+
−
−
−−
−
−
OH
Hδ+
δ+
2δ−
O HH
δ+δ+
2δ−+
−
−
+
Cation
Anion
oddziaływanie polarnych cząsteczek wody z kationami i anionami w sieci krystalicznej soli
rozpuszczalnik (solvent) substancja rozpuszczana (solute)Film1 rozpuszczanie - mechanizm.MOV
ElektrolityElektrolity
mocnemocne –– efektywnie przewodzefektywnie przewodząą prprąąd d ((NaClNaCl, HNO, HNO33))
ssłłabe abe –– ssłłabo przewodzabo przewodząą ((ocet, woda z kranu)ocet, woda z kranu)
nienie--elektrolityelektrolity –– nie przewodznie przewodząą ((czysta woda, roztwczysta woda, roztwóór cukru)r cukru)
ElektrolityElektrolity04_43 Power Source
(a) (b) (c)
+
−
+
+
+
−
−−
−
−+
+
Przewodnictwo elektryczne roztworów wodnych
Obwód zostaje zamknięty i zaczyna płynąć prąd jeżeli roztwór zawiera nośniki ładunku.
(a) Mocny elektrolit zawiera jony gotowe do przenoszenia ładunku.
(b) Słaby elektrolit zawiera mało jonów i jest w stanie przenieść mniej ładunków.
(c) Nie-elektrolit nie zawiera jonów i nie przewodzi prądu.
Film2 roztwory_elektrolity.MOV
KwasyKwasyMocne kwasy Mocne kwasy -- dysocjujdysocjująą cacałłkowicie (100%) z kowicie (100%) z utworzeniem kationutworzeniem kationóów Hw H++ (H(H33OO++) w roztworze) w roztworze
HClHCl –– kwas chlorowodorowy, kwas chlorowodorowy, hydrochlorichydrochloric acidacidHBrHBr –– kwas bromowodorowy, kwas bromowodorowy, hydrobromichydrobromic acidacidHI HI -- kwas jodowodorowy, kwas jodowodorowy, hydroiodichydroiodic acidacidHNOHNO33 –– kwas azotowy (V), kwas azotowy (V), nitricnitric acidacidHH22SOSO44 –– kwas siarkowy (VI), kwas siarkowy (VI), sulfuricsulfuric acidacidHClOHClO33 –– kwas chlorowy (V), kwas chlorowy (V), chloricchloric acidacidHClOHClO44 –– kwas chlorowy (VII), kwas chlorowy (VII), perchloricperchloric acidacid
SSłłabe kwasy abe kwasy –– dysocjujdysocjująą w maw małłym stopniuym stopniu
HF HF –– kwas fluorowodorowy, kwas fluorowodorowy, hydrofluorichydrofluoric acidacidCHCH33COOH COOH –– kwas octowy, kwas octowy, aceticacetic acidacidHH22COCO33 –– kwas wkwas węęglowy, glowy, carboniccarbonic acidacidHH22SOSO33 –– kwas siarkowy (IV), kwas siarkowy (IV), sulfuroussulfurous acidacidHNOHNO22 –– kwas azotowy (III), kwas azotowy (III), nitrousnitrous acidacidHH33POPO44 –– kwas fosforowy (V), kwas fosforowy (V), phosphoricphosphoric acidacid
04_1532
KwasyKwasy
ZasadyZasadyMocne zasadyMocne zasady -- dysocjujdysocjująą cacałłkowicie z utworzeniem kowicie z utworzeniem anionanionóów OHw OH-- w roztworze w roztworze
LiOHLiOH -- lithiumlithium hydroxidehydroxideNaOHNaOH -- sodiumsodium hydroxidehydroxideKOH KOH -- potassiumpotassium hydroxidehydroxideRbOHRbOH -- rubidiumrubidium hydroxidehydroxideCsOHCsOH -- cesiumcesium hydroxidehydroxideCa(OH)Ca(OH)22 -- calciumcalcium hydroxidehydroxideSr (OH)Sr (OH)22 -- strontiumstrontium hydroxidehydroxideBa (OH)Ba (OH)22 -- bariumbarium hydroxidehydroxide
SSłłabe zasadyabe zasady –– dysocjujdysocjująą w maw małłym stopniu ym stopniu NHNH33
NHNH22R, NHRR, NHR22 aminyaminy
Reakcje w roztworachReakcje w roztworach
-- Reakcje wytrReakcje wytrąącaniacaniaAgNOAgNO33((aqaq) + ) + NaCl(NaCl(aqaq) ) →→ AgCl(AgCl(ss) + NaNO) + NaNO33((aqaq))
-- Reakcje kwasReakcje kwas--zasadazasada
NaOH(NaOH(aqaq) + ) + HCl(HCl(aqaq) ) →→ NaCl(NaCl(aqaq) + H) + H22O(O(ll))
-- Reakcje redukcji/utleniania (Reakcje redukcji/utleniania (redoksredoks))
FeFe22OO33((ss) + ) + Al(Al(ss) ) →→ Fe(Fe(ll) + Al) + Al22OO33((ss))
Film3_Rozpuszczanie_HClNaOH_neutr.MOV
Zapis reakcji w roztworachZapis reakcji w roztworach
1.1.CzCząąsteczkowy steczkowy (substraty i produkty w (substraty i produkty w formie zwiformie zwiąązkzkóów)w)AgNOAgNO33((aqaq) + ) + NaCl(NaCl(aqaq) ) →→ AgCl(AgCl(ss) + NaNO) + NaNO33((aqaq))
2.2.CaCałłkowity jonowy kowity jonowy (wszystkie mocne (wszystkie mocne elektrolity w postaci jonelektrolity w postaci jonóów)w)AgAg++((aqaq) + NO) + NO33
−−((aqaq) + ) + NaNa++((aqaq) + ) + ClCl−−((aqaq) ) →→AgCl(AgCl(ss) + ) + NaNa++((aqaq) + NO) + NO33
−−((aqaq))
3.3.SkrSkróócone rcone róównanie jonowe wnanie jonowe (pokazuje (pokazuje tylko sktylko skłładniki reagujadniki reagująące)ce)
AgAg++((aqaq) + ) + ClCl−−((aqaq) ) →→ AgCl(AgCl(ss))
NaNa++ i NOi NO33−− jony jony „„widzowiewidzowie””..
Zapis reakcji w roztworachZapis reakcji w roztworach
Reakcje wytrReakcje wytrąącaniacania
RozpuszczalneRozpuszczalne1.1. wszystkie azotany (NOwszystkie azotany (NO33
−−), ), 2.2. wiwięększokszośćść soli metali alkalicznych (grupa 1) oraz NHsoli metali alkalicznych (grupa 1) oraz NH44
++ ,,3.3. wiwięększokszośćść soli Clsoli Cl−−, Br, Br−− i Ii I−− ((za wyjza wyjąątkiemtkiem AgAg++, Pb, Pb2+2+, Hg, Hg22
2+2+))4.4. wiwięększokszośćść siarczansiarczanóów (SOw (SO44
--)) ((za wyjza wyjąątkiemtkiem BaSOBaSO44, PbSO, PbSO44, , HgSOHgSO44, CaSO, CaSO44))
NierozpuszczlneNierozpuszczlne1.1. wiwięększokszośćść wodorotlnekwodorotlnekóóww OHOH−− ((za wyjza wyjąątkiem tkiem NaOHNaOH, KOH , KOH
rozpuszczlanerozpuszczlane, Ba(OH), Ba(OH)22, Ca(OH), Ca(OH)22 mamałło rozpuszczalneo rozpuszczalne),),2.2. wiwięększokszośćść soli Ssoli S22−−, CO, CO33
22−−, CrO, CrO4422−−, PO, PO44
33−−,,
ReguRegułły rozpuszczalnoy rozpuszczalnośścici
SOSO4422----, CO, CO33
22--Prawie wszystkiePrawie wszystkieII grupa ukII grupa ukłładu okresowego:adu okresowego:MgMg2+2+, Ca, Ca2+2+, Sr, Sr2+2+, Ba, Ba2+2+
--WszystkieWszystkieI grupa ukI grupa ukłładu okresowego:adu okresowego:NaNa++, K, K++ itditd
anionuanionuanionuanionukationukationu
Prawie wszystkiePrawie wszystkieNaNa++, K, K++OHOH--
Prawie wszystkiePrawie wszystkieI grupa ukI grupa ukłładu adu okresowego:okresowego:NaNa++, K, K++ itditd
SS22--
AgAg++, Pb, Pb2+2+, Hg, Hg222+2+Prawie wszystkiePrawie wszystkieClCl----, , II--, , BrBr--
Prawie wszystkiePrawie wszystkieI grupa ukI grupa ukłładu adu okresowego:okresowego:NaNa++, K, K++ itditd
CrOCrO4422--
Prawie wszystkiePrawie wszystkieI grupa ukI grupa ukłładu adu okresowego:okresowego:NaNa++, K, K++ itditd
COCO3322--
Prawie wszystkiePrawie wszystkieI grupa ukI grupa ukłładu adu okresowego:okresowego:NaNa++, K, K++ itditd
POPO4433--
--Wszystkie kationyWszystkie kationyNONO33--
II grupa ukII grupa ukłładu okresowego:adu okresowego:MgMg2+2+, Ca, Ca2+2+, Sr, Sr2+2+, Ba, Ba2+2+
Oraz PbOraz Pb2+2+, Hg, Hg2+2+
Prawie wszystkiePrawie wszystkieSOSO4422--
kationukationukationukationuanionuanionu
nierozpuszczalnenierozpuszczalnerozpuszczalnerozpuszczalnesolesole
Reakcje Reakcje redoksredoks
CaSOCaSO44
SOSO4422--= = --22
Suma stopni utlenienia w czSuma stopni utlenienia w cząąsteczce bez steczce bez łładunku = 0 adunku = 0 Suma stopni utlenienia w czSuma stopni utlenienia w cząąsteczce z steczce z łładunkiem = adunkiem = łładunek jonuadunek jonu
6.6.NaFNaF, CaCl, CaCl22, AlI, AlI33, , KBrKBrF, Cl, Br, I w zwiF, Cl, Br, I w zwiąązkach = zkach = --115.5.HClHCl, H, H22O, NHO, NH33, CH, CH44H = +1 w zwiH = +1 w zwiąązkach kowalencyjnych zkach kowalencyjnych 4.4.
CO, COCO, CO22, SO, SO22, SO, SO33, , HH22O (HO (H22OO22))
O = O = --2 w zwi2 w zwiąązkach kowalencyjnych (za zkach kowalencyjnych (za wyjwyjąątkiem nadtlenktkiem nadtlenkóów = w = --1)1)
3.3.NaNa++ = +1, Cl= +1, Cl-- = = --11Stan utlenienia jonu = Stan utlenienia jonu = łładunekadunek2.2.
Na, ONa, O22, O, O33StopieStopieńń utlenienia atomu w pierwiastku = 0utlenienia atomu w pierwiastku = 01.1.
ReguRegułły okrey okreśślania stopnia utlenienialania stopnia utlenienia
Bilansowanie rBilansowanie róównawnańń redoksredoks(w (w śśrodrod. kwa. kwaśśnym) nym)
1.1.Napisz osobno reakcje utleniania i redukcji.Napisz osobno reakcje utleniania i redukcji.
2.2.Dla kaDla każżdej reakcji podej reakcji połłóówkowej:wkowej:-- zbilansuj pierwiastki (przbilansuj pierwiastki (próócz H, O)cz H, O)-- zbilansuj O za pomoczbilansuj O za pomocąą HH22OO-- zbilansuj H za pomoczbilansuj H za pomocąą HH++
-- zbilansuj zbilansuj łładunek za pomocadunek za pomocąą elektronelektronóóww
Metoda reakcji poMetoda reakcji połłóówkowychwkowych
3.3.JeJeśśli potrzeba pomnli potrzeba pomnóóżż przez liczbprzez liczbęę cacałłkowitkowitąąaby zraby zróównawnaćć liczbliczbęę elektronelektronóów.w.
4.4.Dodaj reakcje poDodaj reakcje połłóówkowe.wkowe.
5.5.SprawdSprawdźź czy pierwiastki i czy pierwiastki i łładunki siadunki sięębilansujbilansująą..
Bilansowanie rBilansowanie róównawnańń redoksredoks(w (w śśrodrod. kwa. kwaśśnym)nym)
Bilansowanie rBilansowanie róównawnańń redoksredoks(w (w śśrodrod. zasadowym). zasadowym)
1.1.Zbilansuj rZbilansuj róównanie tak jak w przypadku wnanie tak jak w przypadku kwaskwasóów.w.
2.2.Dodaj OHDodaj OH−− by zrby zróównowawnoważżyyćć HH++ (do obu stro(do obu strońńrróównania!)wnania!)
3.3.UtwUtwóórz czrz cząąsteczki wody z Hsteczki wody z H++, OH, OH−−..
4.4.SprawdSprawdźź czy pierwiastki i czy pierwiastki i łładunki siadunki sięę bilansujbilansująą..
PrzykPrzykłład 1 ad 1 śśrodowisko kwarodowisko kwaśśnene
Cu(s) + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO(g)
1) Cu(s) → Cu2+`
2) NO3- → NO(g)
Cu(s) + NO3- → Cu2+ + NO(g)
Cu(s) + NO3- → Cu2+ + NO(g)
1) Cu(s) → Cu2+ + 2e
2) NO3- + 4H+ + 3e → NO(g) + 2H2O red
ox
PrzykPrzykłład 1 ad 1 śśrodowisko kwarodowisko kwaśśnene
Cu(s) + NO3- → Cu2+ + NO(g)
1) 3Cu(s) → 3Cu2+ + 6e
2) 2NO3- + 8H+ + 6e → 2NO(g) + 4H2O x2
3Cu(s) + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO(g) + 4H2O
x3
PrzykPrzykłład 1 ad 1 śśrodowisko kwarodowisko kwaśśnene
CN- + MnO4- → CNO- + MnO2
PrzykPrzykłład 2 ad 2 -- śśrodowisko zasadowerodowisko zasadowe
1) CN- → CNO-
2) MnO4- → MnO2
1) CN- + H2O → CNO- + 2H+ + 2e
2) MnO4- + 4H+ + 3e → MnO2 + 2H2Ox2
x3
red
ox
PrzykPrzykłład 2 ad 2 -- śśrodowisko zasadowerodowisko zasadowe
1) 3CN- + 3H2O → 3CNO- + 6H+ + 6e
2) 2MnO4- + 8H+ + 6e → 2MnO2 + 4H2Ox2
x3
PrzykPrzykłład 2 ad 2 -- śśrodowisko zasadowerodowisko zasadowe
1) 3CN- + 3H2O → 3CNO- + 6H+ + 6e
2) 2MnO4- + 8H+ + 6e→ 2MnO2 + 4H2Ox2
x3
3CN- + 2MnO4- +2H+→ 3CNO- + 2MnO2 + H2O
1)+2)
PrzykPrzykłład 2 ad 2 -- śśrodowisko zasadowerodowisko zasadowe
1) 3CN- + 3H2O → 3CNO- + 6H+ + 6e
2) 2MnO4- + 8H+ + 6e → 2MnO2 + 4H2Ox2
x3
3CN- + 2MnO4- +2H+→ 3CNO- + 2MnO2 + H2O
+OH-
3CN- + 2MnO4- + H2O → 3CNO- + 2MnO2 + 2OH-
PrzykPrzykłład 2 ad 2 -- śśrodowisko zasadowerodowisko zasadowe