Γεληθή

Υεκεία

Νίθνο Ξεθνπθνπισηάθεο Δπίθνπξνο Καζεγεηήο

Πνιπηερλείν Κξήηεο

Σκήκα Μεραληθώλ Πεξηβάιινληνο

Γξαθείν Κ2.125, ηει.: 28210-37772

e-mail:nikosxek@gmail.com

2

Πεξίιεςε

Ομέα-Βάζεηο

Απηντνληηζκόο ηνπ λεξνύ, pH

Τπνινγηζκόο pH δηαιπκάησλ ηζρπξώλ

νμέσλ θαη βάζεσλ

Τπνινγηζκόο pH δηαιπκάησλ αζζελώλ

νμέσλ θαη βάζεσλ

3

Οξηζκόο νμέωλ θαηά Arrhenius

Ομύ (acid) είλαη ε νπζία ε νπνία, όηαλ δηαιπζεί

ζην λεξό, απμάλεη ηε ζπγθέληξσζε ηνπ

θαηηόληνο νμωλίνπ (ή πδξνλίνπ, hydronium

ion), H3O+(aq).

4

Καηηόλ νμωλίνπ, H3O+(aq)

Σν θαηηόλ νμσλίνπ πξνθύπηεη από ηελ

αληίδξαζε ελόο θαηηόληνο πδξνγόλνπ, Η+, θαη

ελόο κνξίνπ λεξνύ, Η2Ο:

Δίλαη δειαδή, έλα θαηηόλ πξσηνλίνπ, Η+, ρεκηθά

ελσκέλν κε έλα κόξην λεξνύ.

πρλά γηα ιόγνπο απιόηεηαο γξάθνπκε Η+(aq)

θαη όρη H3O+(aq).

5

Καηηόλ νμσλίνπ, H3O+(aq)

Σν θαηηόλ νμσλίνπ, H3O+(aq), ελώλεηαη κε

δεζκνύο πδξνγόλνπ κε άιια κόξηα λεξνύ θαη

ζρεκαηίδεη επηδηαιπησκέλα θαηηόληα νμσλίνπ.

6

Ομέα

7

Οξηζκόο βάζεωλ θαηά Arrhenius

Βάζε (base) είλαη ε νπζία ε νπνία, όηαλ

δηαιπζεί ζην λεξό, απμάλεη ηε ζπγθέληξσζε ηνπ

αληόληνο πδξνμεηδίνπ, (hydroxide ion) ΗΟ−.

8

Ομέα θαη βάζεηο

9

Θεωξία ηωλ Brønsted θαη Lowry

ύκθσλα κε ηελ ζεσξία ησλ Brønsted θαη

Lowry, νη αληηδξάζεηο ησλ νμέσλ θαη ησλ

βάζεσλ είλαη αληηδξάζεηο ζηηο νπνίεο ιακβάλεη

ρώξα κεηαθνξά πξσηνλίνπ, Η+, από ην νμύ πξνο

ηε βάζε.

Καηά ζπλέπεηα, νμύ είλαη ε νπζία ε νπνία δξα

σο δόηεο πξωηνλίνπ ζε κία αληίδξαζε

κεηαθνξάο πξσηνλίνπ.

Βάζε είλαη ε νπζία ε νπνία δξα σο δέθηεο

πξωηνλίνπ ζε κία αληίδξαζε κεηαθνξάο

πξσηνλίνπ.

10

Οξηζκόο νμέσλ-βάζεσλ θαηά Brønsted θαη Lowry

Ομέα είλαη νη ρεκηθέο νπζίεο (νπδέηεξα κόξηα ή

ηόληα) ηα νπνία δξνπλ σο δόηεο πξωηνλίωλ.

Βάζεηο είλαη νη ρεκηθέο νπζίεο (νπδέηεξα κόξηα

ή ηόληα) νη νπνίεο δξνπλ σο δέθηεο πξωηνλίωλ.

δόηεο

πξσηνλίνπ

δέθηεο

πξσηνλίνπ

δέθηεο

πξσηνλίνπ

δόηεο

πξσηνλίνπ

δόηεο

πξσηνλίνπ

δέθηεο

πξσηνλίνπ

11

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Brønsted θαη Lowry

12

πδπγή δεύγε νμένο-βάζεο

Έλα ζπδπγέο δεύγνο νμένο-βάζεο (conjugate

acid-base pair) απνηειείηαη από δύν ρεκηθά

είδε (ηόληα ή νπδέηεξεο ελώζεηο), έλα νμύ θαη

κία βάζε, ηα νπνία δηαθέξνπλ θαηά έλα

πξσηόλην, Η+.

Σν νμύ ελόο ηέηνηνπ δεύγνπο νλνκάδεηαη

ζπδπγέο νμύ (conjugate acid) ηεο βάζεο, ελώ ε

βάζε νλνκάδεηαη ζπδπγήο βάζε (conjugate

base) ηνπ νμένο.

13

πδπγή δεύγε νμέσλ-βάζεσλ

ακθνιύηεο ή ακθηπξσηηθή νπζία

14

πδπγή δεύγε νμέσλ-βάζεσλ

15

Ακθηπξσηηθέο νπζίεο

Οη ακθνιύηεο ή ακθηπξσηηθέο νπζίεο

(amphiprotic species) κπνξνύλ λα δξάζνπλ είηε

σο νμέα είηε σο βάζεηο.

Η πην γλσζηή θαη ε πην ζεκαληηθή ακθηπξσηηθή

νπζία είλαη ην λεξό, Η2Ο:

16

Άζθεζε 8.1

ηηο αθόινπζεο ρεκηθέο εμηζώζεηο λα

πξνζδηνξίζεηε ηα ζπδπγή δεύγε νμένο-βάζεο:

17

Άζθεζε 8.2

Πνηα είλαη ε ζπδπγήο βάζε ησλ παξαθάησ νμέσλ:

HClO4

H2S

PH4+

HCO3-

Πνην είλαη ην ζπδπγέο νμύ ησλ παξαθάησ βάζεσλ:

CN-

SO42-

H2O

HCO3-

18

Άζθεζε 8.3

Σν ηόλ HSO3- είλαη ακθηπξσηηθό.

Να γξαθνύλ νη ρεκηθέο εμηζώζεηο ησλ

αληηδξάζεσλ ηνπ παξαπάλσ ηόληνο κε ην λεξό

ζηηο νπνίεο ην ηόλ δξα είηε σο νμύ είηε σο βάζε.

19

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis

Γηα λα δξάζεη κία νπζία σο δέθηεο πξσηνλίσλ

(βάζε θαηά Brønsted θαη Lowry) πξέπεη λα

δηαζέηεη έλα κε δεζκηθό δεύγνο ειεθηξνλίσλ γηα

λα ζπλδεζεί κε ην πξσηόλην.

Π.ρ. ΝΗ3

20

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis

Έλαο επηπιένλ νξηζκόο ησλ νμέσλ θαη ησλ βάζεσλ δόζεθε από ηνλ Lewis.

Ομύ θαηά Lewis (Lewis acid) είλαη έλα ρεκηθό είδνο (ηόλ ή νπδέηεξε έλσζε) ην νπνίν κπνξεί λα ζρεκαηίζεη έλα νκνηνπνιηθό δεζκό δξώληαο σο δέθηεο ελόο δεύγνπο ειεθηξνλίωλ από έλα άιιν ρεκηθό είδνο.

Βάζε θαηά Lewis (Lewis base) είλαη έλα ρεκηθό είδνο (ηόλ ή νπδέηεξε έλσζε) ην νπνίν κπνξεί λα ζρεκαηίζεη έλα νκνηνπνιηθό δεζκό δξώληαο σο δόηεο ελόο δεύγνπο ειεθηξνλίωλ ζε έλα άιιν ρεκηθό είδνο.

21

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis

Ο νξηζκόο ησλ νμέσλ θαη ησλ βάζεσλ θαηά Lewis δελ αλαηξεί ηνπο πξνεγνύκελνπο νξηζκνύο, αιιά ηνπο ζπκπιεξώλεη.

Βξίζθεη εθαξκνγή ηόζν ζε πδαηηθά όζν θαη ζε κε πδαηηθά δηαιύκαηα.

δόηεο δεύγνπο

ειεθηξνλίσλ

δέθηεο δεύγνπο

ειεθηξνλίσλ

Βάζε θαηά Lewis Ομύ θαηά Lewis

22

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis

Όια ηα νμέα θαηά Brønsted θαη Lowry είλαη θαη

νμέα θαηά Lewis.

Όιεο νη βάζεηο θαηά Brønsted θαη Lowry είλαη

θαη βάζεηο θαηά Lewis.

Ο νξηζκόο ησλ νμέσλ θαη βάζεσλ θαηά Lewis

είλαη πην γεληθόο.

Πεξηιακβάλεη αληηδξάζεηο ζηηο νπνίεο ν δέθηεο

δεύγνπο ειεθηξνλίσλ κπνξεί λα είλαη

δηαθνξεηηθόο από ην Η+.

23

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis

ΝΗ3(g) + BF3(g) → ΝΗ3-BF3(g)

24

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis

25

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis

26

Άζθεζε 8.4

ηηο αθόινπζεο αληηδξάζεηο, λα πξνζδηνξίζεηε

ηα νμέα θαη ηηο βάζεηο θαηά Lewis:

27

Ιζρπξά νμέα

Η αληίδξαζε ηνληηζκνύ πξνο θαηηόληα Η3Ο+ θαη

αληόληα ηνπ νμένο είλαη πιήξεο (κνλόδξνκε

αληίδξαζε).

Ιζρπξά νμέα: HCl, HBr, HI, HNO3, HClO3,

HClO4, H2SO4 (ζηελ πξώηε βαζκίδα ηνληηζκνύ).

ή

28

Ιζρπξέο βάζεηο

Γηίζηαληαη πιήξωο (κνλόδξνκε αληίδξαζε)

πξνο αληόληα πδξνμεηδίνπ, ΗΟ‒, θαη θαηηόληα

κεηάιισλ.

Ιζρπξέο βάζεηο: LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2,

Ba(OH)2.

29

Αζζελή νμέα

Η αληίδξαζε ηνληηζκνύ πξνο θαηηόληα Η3Ο+ θαη

αληόληα ηνπ νμένο δελ είλαη πιήξεο (ακθίδξνκε

αληίδξαζε).

ή

Ka: ηαζεξά ηνληηζκνύ ηωλ νμέωλ, pKa = − logKa

HA][

]H[]A[K ή

HA][

]OH[]A[K a

3a

30

Αζζελή νμέα

C25 ζηοςρ 101,8COOH]CH[

]OH[]COOCH[K o5

3

33a

C25 ζηοςρ 104,9HCN][

]OH[]CN[K o103

a

31

Αζζελή νμέα

Όζν απμάλεηαη ε ζηαζεξά Ka ηόζν απμάλεηαη ε

ηζρύο ηνπ νμένο.

32

Βαζκόο δηάζηαζεο ή ηνληηζκνύ, α

Βαζκόο δηάζηαζεο ή ηνληηζκνύ (α) ελόο

ειεθηξνιύηε είλαη ν ιόγνο ηεο ζπγθέληξσζεο

ηνπ ειεθηξνιύηε πνπ δηίζηαηαη ή ηνληίδεηαη πξνο

ηε ζπλνιηθή ζπγθέληξσζε ηνπ ειεθηξνιύηε.

πλήζσο εθθξάδεηαη επί ηνηο εθαηό (α %):

Αζζελείο ειεθηξνιύηεο: α << 1

Ιζρπξνί ειεθηξνιύηεο: α ≈ 1

100εελεκηπολύη εζςγκένηπωζ ολική

διάζηαζε ζε ερελεκηπολύη εζςγκένηπωζ% α

33

Βαζκόο ηνληηζκνύ αζζελώλ νμέσλ

mol/L HΑ + Η2O Α- + Η3Ο+

Αξρηθά c

Αληηδξνύλ/παξάγνληαη -x +x +x

Υεκηθή Ιζνξξνπία c-x x x

100[HA]

]O[H% α100

c

x% α

απσική

3

34

Βαζκόο ηνληηζκνύ αζζελώλ νμέσλ

mol/L HΑ + Η2O Α- + Η3Ο+

Αξρηθά c

Αληηδξνύλ/παξάγνληαη −αc +αc +αc

Υεκηθή Ιζνξξνπία (1−α)c αc αc

α)(1

cαK

HA][

]OH[]A[K

2

a3

a

Νόμος αραίωσης τοσ Ostwald: ν βαζκόο

ηνληηζκνύ, α, απμάλεηαη κε ηελ κείσζε ηεο

ζπγθέληξσζεο (αξαίσζε ηνπ δηαιύκαηνο) θαη

ηείλεη πξνο ηε κνλάδα.

35

Πνιππξσηηθά νμέα

Ινληίδνληαη ζε παξαπάλσ από έλα ζηάδηα (ζπλήζσο δύν ή ηξία) δίλνληαο αληίζηνηρα δύν ή παξαπάλσ θαηηόληα Η3Ο

+:

Ka1: πξώηε ζηαζεξά ηνληηζκνύ

Ka2: δεύηεξε ζηαζεξά ηνληηζκνύ

…

Ιζρύεη πάληα όηη Ka1 > Ka2 > Ka3 …

Κa1 = 1,7×10-2

Κa2 = 6,4×10-8

36

Πνιππξσηηθά νμέα

Ka1 > Ka2 > Ka3 …

37

Αζζελείο βάζεηο

Ινληίδνληαη κεξηθώο (ακθίδξνκε αληίδξαζε)

πξνο αληόληα πδξνμεηδίνπ, ΗΟ‒, θαη ην ζπδπγέο

νμύ (ζπλήζσο θαηηόλ):

Kb: ηαζεξά ηνληηζκνύ ηωλ βάζεωλ, pKb= − logKb

B][

]HO[]BH[Kb

]NH[

]HO[]NH[K

3

4b

38

Αζζελείο βάζεηο

Όζν απμάλεηαη ε ζηαζεξά Kb ηόζν απμάλεηαη ε ηζρύο

ηεο βάζεο.

39

Απηνϊνληηζκόο ηνπ λεξνύ

Ιζρύεη ζε θάζε πδαηηθό δηάιπκα.

ή

]HO[]H[K ή ]HO[]OH[K w3w

C 25 ζηοςρ 14 pK και 100,1K w

14

w

40

Άζθεζε 8.5

Να ππνινγίζεηε ηηο ζπγθεληξώζεηο ησλ ηόλησλ

[H3Ο+] θαη [ΗO‒] ζην θαζαξό λεξό ζηνπο 25 °C.

Απάληεζε:

[H3Ο+] = [ΗO−] = 10−7 Μ

Όηαλ ηζρύεη όηη [H3Ο+] = [ΗO−] = 10−7 M,

ηόηε ην δηάιπκα ραξαθηεξίδεηαη ωο νπδέηεξν

(neutral).

41

Όμηλν δηάιπκα

Όηαλ πξνζζέζνπκε κηα νξηζκέλε πνζόηεηα ελόο

νμένο, ηόηε νη ζπγθεληξώζεηο ησλ H3Ο+ θαη ΗO−

δελ είλαη πιένλ ίζεο.

Ωζηόζν ην γηλόκελό ηνπο εμαθνινπζεί λα είλαη

ίζν κε ηε ζηαζεξά Kw.

Καηά ζπλέπεηα, όηαλ πξνζζέηνπκε νμύ ζην

δηάιπκα, ηόηε ζα ηζρύεη όηη [H3Ο+] > [ΗO−] θαη

[H3Ο+] > 10−7 M.

Σόηε ην δηάιπκα ραξαθηεξίδεηαη σο όμηλν

(acidic solution).

42

Βαζηθό ή αιθαιηθό δηάιπκα

Όηαλ πξνζζέζνπκε κηα νξηζκέλε πνζόηεηα κηαο

βάζεο, ηόηε πάιη νη ζπγθεληξώζεηο ησλ H3Ο+

θαη ΗO− δελ είλαη πιένλ ίζεο.

Ωζηόζν, πάιη ην γηλόκελό ηνπο εμαθνινπζεί λα

είλαη ίζν κε ηε ζηαζεξά Kw.

Καηά ζπλέπεηα, όηαλ πξνζζέηνπκε βάζε ζην

δηάιπκα, ηόηε ζα ηζρύεη όηη [ΗO−] > [H3Ο+] θαη

[ΗO−] > 10−7 M ή [H3Ο+] < 10−7 M.

Σόηε ην δηάιπκα ραξαθηεξίδεηαη σο βαζηθό ή

αιθαιηθό (basic or alkaline solution).

43

Άζθεζε 8.6

Έλα δηάιπκα έρεη ζπγθέληξσζε αληόλησλ

πδξνμεηδίνπ, ΗO−, ίζε κε 1,0×10−5 Μ ζηνπο

25°C.

Σν δηάιπκα είλαη όμηλν, νπδέηεξν ή βαζηθό;

44

Άζθεζε 8.7

Να ππνινγίζεηε ηε ζπγθέληξσζε ησλ

θαηηόλησλ νμσλίνπ, H3Ο+, ζηα παξαθάησ

πδαηηθά δηαιύκαηα θαη λα ηα ραξαθηεξίζεηε σο

όμηλα, νπδέηεξα ή βαζηθά:

i. [ΗO−] = 0,01 M,

ii. [ΗO−] = 1,8×10−9 M,

iii. [H+] = 100×[ΗO−].

45

Οξηζκόο ηνπ pH

pH = −log[H+] ή pH = −log[H3Ο+]

pΟH = −log[HΟ−]

pKw = −logKw = 14 ζηνπο 25 °C

Δπεηδή Κw = [H3Ο+]×[HΟ−] = 10−14, ηόηε

pH + pOH = pKw = 14 ζηνπο 25 °C

ηα νπδέηεξα δηαιύκαηα [H3Ο+] = [ΗO−] =

10−7 Μ, άξα pH = pOH = 7

ηα όμηλα δηαιύκαηα [H3Ο+] > 10−7 Μ, άξα pH

< 7

ηα βαζηθά δηαιύκαηα [H3Ο+] < 10−7 Μ, άξα

pH > 7

46

Άζθεζε 8.8

Έλα δείγκα ρπκνύ πνξηνθαιηνύ έρεη

ζπγθέληξσζε θαηηόλησλ νμσλίνπ, H3Ο+, ίζε κε

2,9×10‒4 Μ.

Πόζν είλαη ην pH; Δίλαη ην δηάιπκα όμηλν;

47

Άζθεζε 8.9

Πόζν είλαη ην pH ελόο δείγκαηνο γαζηξηθνύ

πγξνύ (πεπηηθό πγξό ηνπ ζηνκάρνπ) ηνπ νπνίνπ

ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ, H3Ο+,

είλαη ίζε κε 0,045 Μ;

48

Άζθεζε 8.10

Έλα θνξεζκέλν δηάιπκα πδξνμεηδίνπ ηνπ

αζβεζηίνπ, Ca(OH)2, έρεη ζπγθέληξσζε

αληόλησλ πδξνμεηδίνπ, ΗΟ‒, ίζε κε 0,025 Μ.

Πόζν είλαη ην pH ηνπ δηαιύκαηνο;

49

Κιίκαθα ηνπ pH

όμηλν δηάιπκα

pH<7

νπδέηεξν δηάιπκα

pH=7

βαζηθό ή αιθαιηθό

δηάιπκα

pH>7

50

Κιίκαθα ηνπ pH

51

Άζθεζε 8.11

Σν pH ηνπ αξηεξηαθνύ αίκαηνο ηνπ αλζξώπνπ

είλαη 7,40.

Πόζε είλαη ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ

νμσλίνπ, H3Ο+;

52

Άζθεζε 8.12

Έλα αλαςπθηηθό κε αλζξαθηθό έρεη pH 3,16.

Πόζε είλαη ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ

νμσλίνπ, H3Ο+;

53

Άζθεζε 8.13

Τδαηηθό δηάιπκα ακκσλίαο, ΝΗ3(aq), έρεη

ζπγθέληξσζε ίζε κε 0,010 Μ θαη pH ίζν κε

10,6 ζηνπο 25 ºC.

Πόζε είλαη ε ζπγθέληξσζε ησλ αληόλησλ

πδξνμεηδίνπ, ΗΟ‒;

Ση παξαηεξείηε ζε ζρέζε κε ηε ζπγθέληξσζε

ηεο ακκσλίαο;

54

Άζθεζε 8.14

Να ππνινγίζεηε ην pH ησλ παξαθάησ

δηαιπκάησλ:

a. [ΗO‒]=0,01 M,

b. [ΗO‒]=1,8×10‒9 M,

c. [H3Ο+]=100×[ΗO‒].

55

Μέηξεζε ηνπ pH

Περάκεηξα

Γείθηεο

56

Μέηξεζε ηνπ pH: Γείθηεο

57

Μέηξεζε ηνπ pH: Γείθηεο

58

Μέηξεζε ηνπ pH: Γείθηεο

59

Περακεηξηθό ραξηί (pH or litmus paper)

60

Τπνινγηζκόο pH πδαηηθώλ δηαιπκάηωλ

Γηα λα ππνινγίζνπκε ην pH ελόο δηαιύκαηνο νμένο ή βάζεο αθνινπζνύκε ηελ εμήο κεζνδνινγία:

i. Γξάθνπκε ηηο ρεκηθέο αληηδξάζεηο νη νπνίεο ιακβάλνπλ ρώξα ζην δηάιπκα (ππελζύκηζε: δελ μερλάκε πνηέ ηελ αληίδξαζε απηντνληηζκνύ ηνπ λεξνύ).

ii. Καηαζηξώλνπκε ηηο καζεκαηηθέο εμηζώζεηο νη νπνίεο πξνθύπηνπλ από ην ρεκηθό ζύζηεκα ζηελ θαηάζηαζε ηεο ρεκηθήο ηζνξξνπίαο.

iii. Δπηιύνπκε ηηο εμηζώζεηο.

61

Τπνινγηζκόο pH δηαιπκάηωλ ηζρπξώλ νμέωλ

Να ππνινγίζεηε ην pH πδαηηθνύ δηαιύκαηνο

HCl(aq) ζπγθέληξσζεο 1,00×10–3 Μ ζηνπο 25 ºC.

Απάληεζε:

Υεκηθέο αληηδξάζεηο:

1,00×10–3 Μ 1,00×10–3 Μ 1,00×10–3 Μ

x Μ x Μ

62

pH δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ

Μαζεκαηηθέο εμηζώζεηο:

][HO]O[HK 3w

xx)10(1,00101,00 314

01000,1x1000,1x 1432

3146 1000000002,11000,41000,1

M 1000,12

Δ1000,1x 11

3

M 1000000001,11000,11000,1]OH[ 3113

3

M 1000,1]OH[ 3

3

Γειαδή, πξαθηηθά:

63

pH δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ

Παξαηεξνύκε όηη ε ζπγθέληξσζε ησλ

θαηηόλησλ νμσλίνπ, H3Ο+, ε νπνία πξνέξρεηαη

από ηνλ απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ είλαη πάξα

πνιύ κηθξή ζπγθξηλόκελε κε απηήλ ε νπνία

πξνέξρεηαη από ηνλ ηνληζκό ηνπ ΗCl.

Γειαδή, πξαθηηθά ηα θαηηόληα νμσλίνπ, H3Ο+,

ζην δηάιπκα πξνέξρνληαη ζρεδόλ απνθιεηζηηθά

από ηνλ ηνληηζκό ηνπ ΗCl.

Άξα pH = −log[H3Ο+] = −log1,00×10‒3 = 3,00

[ΗO‒] = 1,00×10‒11 Μ θαη pOH = 11,00

64

pH δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ

Με άιια ιόγηα, ζα κπνξνύζακε εμαξρήο λα κελ

είρακε ιάβεη ππόςε ηνλ απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ.

ηελ πεξίπησζε απηή ην pH ππνινγίδεηαη

απεπζείαο σο εμήο:

1,00×10–3 Μ 1,00×10–3 Μ 1,00×10–3 Μ

pH = −log[H3Ο+] = −log1,00×10‒3 = 3,00

65

Πόηε κπνξώ λα εθαξκόζσ ηελ πξνζέγγηζε???

Πόηε κπνξνύκε λα θάλνπκε απηήλ ηελ

πξνζέγγηζε θαη λα κελ ιακβάλνπκε ππόςε ηνλ

απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ;

Απάληεζε: ε πξνζέγγηζε ηζρύεη γηα

ζπγθεληξώζεηο νμένο κεγαιύηεξεο από 10–6 Μ.

Γηα ζπγθεληξώζεηο νμένο κεγαιύηεξεο από 10–6

Μ ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ Η3Ο+

ηαπηίδεηαη κε ηε ζπγθέληξσζε ηνπ νμένο.

Γηα ζπγθεληξώζεηο νμένο κηθξόηεξεο από 10–6 Μ

πξέπεη λα ιακβάλεηαη ππόςε ν απηντνληηζκόο

ηνπ λεξνύ.

66

pH ζπλαξηήζεη ηεο ζπγθέληξσζεο νμένο

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1,0E-08 1,0E-07 1,0E-06 1,0E-05 1,0E-04 1,0E-03 1,0E-02 1,0E-01

πγθέληξωζε, mol/L

pH

pH πξνζεγγηζηηθό

pH πξαγκαηηθό

67

pH ζπλαξηήζεη ηεο ζπγθέληξσζεο νμένο

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1,0E-08 1,0E-07 1,0E-06

πγθέληξωζε, mol/L

pH

pH πξνζεγγηζηηθό

pH πξαγκαηηθό

68

Λύζεηο κε πξνζέγγηζε

Όηαλ έλαο ή πεξηζζόηεξνη όξνη ελόο

αζξνίζκαηνο ή κηα δηαθνξάο είλαη πνιύ

κηθξόηεξνη ζε ζρέζε κε ηνπο ππόινηπνπο όξνπο

ηόηε κπνξνύλ λα παξαιεθζνύλ ρσξίο ζεκαληηθό

ζθάικα.

Πνηέ δελ παξαιείπνληαη όξνη ζε γηλόκελα ή

πειίθα.

Όπνηε θαη αλ θάλνπκε πξνζεγγίζεηο, ζην ηέινο

ειέγρνπκε πάληα ηελ νξζόηεηά ηνπο.

69

Λύζεηο κε πξνζέγγηζε

Αλ ε πξνζέγγηζε δελ είλαη νξζή, ηόηε είηε

θάλνπκε κηα άιιε πξνζέγγηζε, είηε ιύλνπκε ηελ

άζθεζε ρσξίο θακηά πξνζέγγηζε.

Με δηζηάδεηε λα θάλεηε πξνζεγγίζεηο, αξθεί

πάληα λα ειέγρεηε ηελ νξζόηεηά ηνπο.

70

pH δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ

Να ππνινγίζεηε ην pH πδαηηθνύ δηαιύκαηνο

HCl(aq) ζπγθέληξσζεο 1,00×10–7 Μ ζηνπο 25 ºC.

Απάληεζε:

Αληηδξάζεηο:

1,00×10–7 Μ 1,00×10–7 Μ 1,00×10–7 Μ

x Μ x Μ

71

pH δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ

Λύζε κε πξνζέγγηζε:

[Η3Ο+] = 1,00×10–7 + x ≈ 1,00×10–7 Μ

Άξα pH = – log[Η3Ο+] = 7,00.

Λάζνο!!! Σν δηάιπκα είλαη όμηλν, άξα δελ

κπνξεί λα έρεη pH = 7,00.

Λύλνπκε ηελ άζθεζε ρσξίο πξνζέγγηζε:

72

Λύζε ρσξίο πξνζέγγηζε

01000,1x1000,1x

xx)10(1,001000,1][HO]O[HK

1472

714

3w

79,6]Olog[HpH 3

M 1062,11020,61000,1]OH[ 787

3

877

1020,62

1023,2101,00x

7141414 1024,21000,51000,41000,1

73

pH δηαιπκάησλ ηζρπξώλ βάζεσλ

Να ππνινγίζεηε ην pH πδαηηθνύ δηαιύκαηνο

NaOH ζπγθέληξσζεο 1,00×10–3 Μ ζηνπο 25 ºC.

Απάληεζε:

Αληηδξάζεηο:

1,00×10–3 Μ 1,00×10–3 Μ 1,00×10–3 Μ

x Μ x Μ

74

Λύζε κε πξνζέγγηζε

Πξνζέγγηζε: [HO–] = 1,00×10–3 + x ≈ 1,00×10–3

Μ

pOH = – log[OH–] = 3,00

pH = 14,00 – 3,00 = 11,00

75

pH ζπλαξηήζεη ηεο ζπγθέληξσζεο

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1,0E-08 1,0E-07 1,0E-06 1,0E-05 1,0E-04 1,0E-03 1,0E-02 1,0E-01

πγθέληξωζε, mol/L

pH

Ιζρπξέο βάζεηο

Ιζρπξά νμέα

76

pH ζπλαξηήζεη ηεο ζπγθέληξσζεο

Γηα ζπγθεληξώζεηο ηζρπξνύ νμένο ή βάζεο

κεγαιύηεξεο από 10–6 mol/L, δεθαπιαζηαζκόο

ηεο ζπγθέληξσζεο πξνθαιεί κεηαβνιή ηνπ pH

θαηά κία κνλάδα.

Όζν κεηώλεηαη ε ζπγθέληξσζε θάησ από 10–6

mol/L ην pH ηείλεη αζπκπησηηθά πξνο ην 7.

77

Άζθεζε 8.15

Τπνινγίζηε ηηο ζπγθεληξώζεηο ησλ ηόλησλ

Η3Ο+ θαη HO–, θαζώο θαη ην pH ζηνπο 25 ºC

ησλ παξαθάησ πδαηηθώλ δηαιπκάησλ:

i. 0,15 Μ ΗΝΟ3

ii. 0,010 Μ Ca(OH)2

iii. 0,125 M Ba(OH)2

78

Άζθεζε 8.16

Να ππνινγίζεηε ην pH θαζώο θαη ηηο

ζπγθεληξώζεηο όισλ ησλ ρεκηθώλ εηδώλ ζηελ

θαηάζηαζε ηεο ρεκηθήο ηζνξξνπίαο ησλ

παξαθάησ πδαηηθώλ δηαιπκάησλ ζηνπο 25 ºC:

i. δηάιπκα Ca(OH)2 ζπγθέληξσζεο 3,00×10–3 M.

ii. δηάιπκα ην νπνίν πξνθύπηεη θαηά ηελ αξαίσζε

1,00 mL ηνπ δηαιύκαηνο (i) ζε ηειηθό όγθν 10,0

L.

iii. δηάιπκα ΗClO4 ζπγθέληξσζεο 5×10–7 M.

79

Άζθεζε 8.17

Πνηα είλαη ε ζπγθέληξσζε ελόο δηαιύκαηνο:

i. ΚΟΗ γηα ην νπνίν pH = 10,80

ii. Ca(OH)2 γηα ην νπνίν pH = 10,80

80

Άζθεζε 8.18

Να ππνινγίζεηε ην pH θαζελόο από ηα

παξαθάησ πδαηηθά δηαιύκαηα ζηνπο 25 ºC:

i. 8,5 ×10–3 Μ HBr

ii. 1,52 g HNO3 δηαιπκέλα ζε 575 mL δηαιύκαηνο

iii. 5,0 mL δηαιύκαηνο HClO4 ζπγθέληξσζεο 0,25

Μ HCIO4 αξαησκέλν ζε ηειηθό όγθν 50,0 mL

iv. ελόο δηαιύκαηνο πνπ πξνθύπηεη από ηελ

αλάκημε 10,0 mL δηαιύκαηνο HBr

ζπγθέληξσζεο 0,10 Μ κε 20,0 mL δηαιύκαηνο

HC1 ζπγθέληξσζεο 0,20 Μ.

81

Άζθεζε 8.19

Να ππνινγίζεηε ηε ζπγθέληξσζε ησλ ΗO– θαη ην pH θαζελόο από ηα παξαθάησ πδαηηθά δηαιύκαηα ζηνπο 25 ºC:

i. 0,082 Μ KOH

ii. 1,065 g KOH δηαιπκέλα ζε 500,0 mL δηαιύκαηνο

iii. 10,0 mL δηαιύκαηνο Ca(OH)2 ζπγθέληξσζεο 0,0105 Μ αξαησκέλν ζε ηειηθό όγθν 500,0 mL

iv. ελόο δηαιύκαηνο πνπ πξνθύπηεη από ηελ αλάκημε 10,0 mL δηαιύκαηνο Ba(OH)2 ζπγθέληξσζεο 0,015 Μ κε 40,0 mL δηαιύκαηνο NaOH ζπγθέληξσζεο 7,5×10–3 Μ.

82

Άζθεζε 8.20

Τδαηηθό δηάιπκα πδξνμεηδίνπ ηνπ λαηξίνπ,

NaOH(aq), έρεη pH = 12,00.

10,0 mL ηνπ παξαπάλσ δηαιύκαηνο αξαηώλνληαη

κε λεξό κέρξη ηειηθνύ όγθνπ 1,0 L.

Να βξείηε ην pH ηνπ αξαησκέλνπ πδαηηθνύ

δηαιύκαηνο NaOH(aq).

83

Αζζελή νμέα θαη βάζεηο

Άζθεζε 8.21: Σν ληθνηηληθό νμύ είλαη έλα

αζζελέο κνλνπξσηηθό νμύ κε κνξηαθό ηύπν

C5H4NCOOH ή HNic:

ή

Έλα πδαηηθό δηάιπκα ληθνηηληθνύ νμένο

ζπγθέληξσζεο 0,012 Μ έρεη pH ίζν κε 3,39

ζηνπο 25 ºC.

84

Άζθεζε 8.21

Πόζε είλαη ε ζηαζεξά ηνληηζκνύ, Κa, ηνπ

ληθνηηληθνύ νμένο ζηνπο 25 ºC;

Πόζνο είλαη ν βαζκόο ηνληηζκνύ ηνπ ληθνηηληθνύ

νμένο ζε απηό ην δηάιπκα;

Απάληεζε:

Αληηδξάζεηο:

85

Άζθεζε 8.21: Απάληεζε

Κάλνπκε ηελ πξνζέγγηζε όηη ηα θαηηόληα

νμσλίνπ, Η3Ο+, ηα νπνία πξνέξρνληαη από ηνλ

απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ είλαη πνιύ ιηγόηεξα

ζπγθξηλόκελα κε απηά ηα νπνία πξνέξρνληαη

από ηνλ ηνληηζκό ηνπ νμένο.

Με βάζε απηήλ ηελ πξνζέγγηζε, γηα ην αζζελέο

νμύ έρνπκε:

86

Άζθεζε 8.21: Απάληεζε

mol/L HNic + Η2O Nic- + Η3Ο+

Αξρηθά c

Αληηδξνύλ/παξάγνληαη -x +x +x

Υεκηθή Ιζνξξνπία c-x x x

HNic][

]OH[]Nic[K 3

a

x)(c

xK

2

a

x)(0,012

xK

2

a

87

Άζθεζε 8.21: Απάληεζε

Όκσο:

]O[HlogpH 3

]O[Hlog3,39 3

3,39

3 10]O[H M 101,4]O[H 4

3

Αληηθαζηζηώληαο έρνπκε:

x)(0,012

xK

2

a

)104,1(0,012

)10(4,1K

4

24

a

5

a 104,1K

88

Άζθεζε 8.21: Απάληεζε

Γηα ην βαζκό ηνληηζκνύ, α, έρνπκε:

c

x α

0,012

104,1 α

4 034,0 α

Ο επί ηνηο εθαηό βαζκόο ηνληηζκνύ ηζνύηαη κε

3,4%

89

Άζθεζε 8.22

Σν γαιαθηηθό νμύ είλαη έλα αζζελέο

κνλνπξσηηθό νμύ κε κνξηαθό ηύπν ΗC3H5O3 ή

HGal.

Τδαηηθό δηάιπκα γαιαθηηθνύ νμένο αξρηθήο

ζπγθέληξσζεο 0,025 Μ έρεη pH = 2,75 ζηνπο 25

ºC.

Πόζε είλαη ε ζηαζεξά ηνληηζκνύ, Κa, θαη ν

βαζκόο ηνληηζκνύ ηνπ γαιαθηηθνύ νμένο ζηνπο

25 ºC;

90

Άζθεζε 8.23

Πνηεο είλαη νη ζπγθεληξώζεηο ηνπ ληθνηηληθνύ

νμένο, ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ θαη ησλ αληόλησλ

ηνπ ληθνηηληθνύ νμένο, θαζώο θαη ην pH ηνπ

δηαιύκαηνο, ζηελ θαηάζηαζε ηεο ρεκηθήο

ηζνξξνπίαο, ζε έλα δηάιπκα ληθνηηληθνύ νμένο

αξρηθήο ζπγθέληξσζεο 0,10 Μ ζηνπο 25 ºC.

Γίλεηαη γηα ην ληθνηηληθό νμύ όηη ε ζηαζεξά

ηνληηζκνύ ηνπ ζηνπο 25 ºC ηζνύηαη κε 1,4×10‒5.

91

Άζθεζε 8.23: Απάληεζε

Αληηδξάζεηο:

Κάλνπκε μαλά ηελ πξνζέγγηζε όηη ηα θαηηόληα

νμσλίνπ, Η3Ο+, ηα νπνία πξνέξρνληαη από ηνλ

απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ είλαη πνιύ ιηγόηεξα

ζπγθξηλόκελα κε απηά ηα νπνία πξνέξρνληαη

από ηνλ ηνληηζκό ηνπ νμένο.

Άξα, γηα ην αζζελέο νμύ έρνπκε:

92

Άζθεζε 8.23: Απάληεζε

mol/L HNic + Η2O Nic- + Η3Ο+

Αξρηθά c

Αληηδξνύλ/παξάγνληαη -x +x +x

Υεκηθή Ιζνξξνπία c-x x x

HNic][

]OH[]Nic[K 3

a

x)(c

xK

2

a

x)(0,10

x101,4

25

93

Άζθεζε 8.24: Απάληεζε

Η εμίζσζε απηή είλαη κία εμίζσζε δεπηέξνπ

βαζκνύ, ε νπνία ιύλεηαη θαηά ηα γλσζηά:

x)(0,10

x101,4

25

0101,4x101,4 x 652

3625 104,2104,14)104,1(

335

102,12

104,2101,4x

94

Άζθεζε 8.24: Απάληεζε

Παξαηεξνύκε όηη x = 1,2×10‒3 << 0,10.

Άξα ε πξνεγνύκελε εμίζσζε ιύλεηαη πην απιά

θαη πην γξήγνξα αλ θάλνπκε ηελ πξνζέγγηζε

όηη:

0,10 ‒ x ≈ 0,10

Σόηε έρνπκε:

x)(0,10

x101,4

25

0,10

x101,4

25

36 101,2101,4x

95

Άζθεζε 8.24: Απάληεζε

Άξα, pH = ‒log[H3O+] = ‒ log1,2×10‒3 = 2,92.

[HNic] = 0,10 ‒ 1,2×10‒3 = 0,0988 ≈ 0,10 M

Άξα ε ππόζεζε όηη 0,10 ‒ x ≈ 0,10 είλαη νξζή.

[Nic‒] = 1,2×10‒3 M.

96

Πόηε κπνξνύκε λα θάλνπκε ηελ πξνζέγγηζε?

Γηα λα ζεσξήζνπκε ακειεηέν ην x ζηνλ

παξαλνκαζηή ηεο εμίζσζεο ηεο ζηαζεξάο

ρεκηθήο ηζνξξνπίαο ζα πξέπεη λα ηζρύεη:

100K

c

a

Αλ δελ ηζρύεη ε παξαπάλσ ζρέζε ηόηε ην x δελ

κπνξεί λα παξαιεθζεί από ηνλ παξαλνκαζηή

ηεο εμίζσζεο θαη ζα πξέπεη λα ιπζεί ε θαλνληθά

ε δεπηεξνβάζκηα εμίζσζε.

97

Άζθεζε 8.25

Πνην είλαη ην pH ηνπ δηαιύκαηνο πνπ

ιακβάλεηαη κε δηάιπζε ελόο δηζθίνπ αζπηξίλεο

(αθεηπινζαιηθπιηθό νμύ) ζε 0,500 L λεξνύ;

Σν δηζθίν πεξηέρεη 0,325 g αθεηπινζαιηθπιηθνύ

νμένο, ΗC9H7O4 ή ΗΑcs.

Σν νμύ είλαη κνλνπξσηηθό θαη ε Κa ηζνύηαη κε

3,3×10‒4 ζηνπο 25 ºC.

98

Άζθεζε 8.26

Πνην είλαη ην pH ελόο πδαηηθνύ δηαιύκαηνο

ππξνζηαθπιηθνύ νμένο, ΗC3H3O3,

ζπγθέληξσζεο 0,0030 Μ.

99

Άζθεζε 8.27

Σν pH ελόο δηαιύκαηνο θνξκηθνύ νμένο,

HCOOH, ζπγθέληξσζεο 0,10 Μ ζηνπο 25 ºC

βξέζεθε ίζν κε 2,38.

i. Να ππνινγίζεηε ηε ζηαζεξά ηνληηζκνύ, Ka, ηνπ

θνξκηθνύ νμένο ζηελ παξαπάλσ ζεξκνθξαζία.

ii. Να ππνινγίζεηε ην βαζκό ηνληηζκνύ ηνπ

θνξκηθνύ νμένο ζην παξαπάλσ δηάιπκα.

100

Άζθεζε 8.28

Να ππνινγίζεηε ην pH θαη ην βαζκό ηνληηζκνύ

ελόο πδαηηθνύ δηαιύκαηνο νμηθνύ νμένο,

CH3COOH, ζπγθέληξσζεο 0,30 Μ ζηνπο 25 ºC.

Γίλεηαη όηη γηα ην νμηθό νμύ, ζηνπο 25 ºC, Ka =

1,8×10‒5.

Άζθεζε 8.29

Να ππνινγίζεηε ην pH θαη ην βαζκό ηνληζκνύ

ελόο πδαηηθνύ δηαιύκαηνο πδξνθπαληθνύ νμένο,

HCN, ζπγθέληξσζεο 0,20 Μ ζηνπο 25 ºC.

Γίλεηαη όηη γηα ην πδξνθπαληθό νμύ, ζηνπο 25

ºC, Ka = 4,9×10‒10.

101

102

Άζθεζε 8.30

Να ππνινγίζεηε ην pH θαη ην βαζκό ηνληζκνύ

ησλ πδαηηθνύ δηαιπκάησλ πδξνθζνξηθνύ νμένο,

HF, κε ζπγθεληξώζεηο ζηνπο 25 ºC:

i. 0,10 Μ

ii. 0,010 Μ

Γίλεηαη γηα ην HF, ζηνπο 25 ºC, Ka = 6,8×10‒4.

103

Άζθεζε 8.31

Σν αζθνξβηθό νμύ (βηηακίλε C) είλαη έλα

αζζελέο δηπξσηηθό νμύ, Η2C6H6O6, H2Asc.

Πνην είλαη ην pH ελόο πδαηηθνύ δηαιύκαηνο

αζθνξβηθνύ νμένο ζπγθέληξσζεο 0,10 Μ;

Πόζε είλαη ε ζπγθέληξσζε ηνπ αζθνξβηθνύ

αληόληνο C6H6O62‒;

Οη ζηαζεξέο ηνληηζκνύ ηνπ νμένο είλαη Κa1 =

7,9×10‒5 θαη Κa2 = 1,6×10‒12.

104

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε

Αληηδξάζεηο:

105

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε

Ιζρύεη όηη Κa1 >> Κa2 .

Καηά ζπλέπεηα, θάλνπκε ηελ πξνζέγγηζε όηη ε

ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ

πξνέξρεηαη ζρεδόλ απνθιεηζηηθά από ην πξώην

ζηάδην ηνληηζκνύ ηνπ νμένο.

Γειαδή γηα ηνλ ππνινγηζκό ηεο ζπγθέληξσζεο

ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ δελ ιακβάλνπκε ππόςε

ηνλ απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ θαζώο θαη ην

δεύηεξν ζηάδην ηνληηζκνύ ηνπ νμένο.

Άξα έρνπκε:

106

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε

mol/L H2Asc + Η2O HAsc‒ + Η3Ο+

Αξρηθά c

Αληηδξνύλ/παξάγνληαη -x +x +x

Υεκηθή Ιζνξξνπία c-x x x

Asc]H[

]OH[]HAsc[K

2

3a1

x)(c

xK

2

a1

x)(0,10

x107,9

25

107

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε

Τπνζέηνπκε όηη ην x είλαη πνιύ κηθξόηεξν από 0,10:

x)(0,10

x107,9

25

0,10

x107,9

25

36 102,8107,9x

Άξα, pH = ‒log[H3O+] = ‒ log2,8×10‒3 = 2,55.

[H2Asc] = 0,10 ‒ 2,8×10‒3 = 0,0972 ≈ 0,10 M.

Άξα ε ππόζεζε όηη 0,10 ‒ x ≈ 0,10 είλαη νξζή.

[ΗAsc‒] = 2,8×10‒3 M.

108

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε

Γηα λα ππνινγίζνπκε ηε ζπγθέληξσζε ησλ

Asc2‒ εξγαδόκαζηε κε ην δεύηεξν ζηάδην

ηνληηζκνύ ηνπ νμένο:

mol/L HAsc‒ + Η2O Asc2‒ + Η3Ο+

Αξρηθά 2,8×10‒3 2,8×10‒3

Αληηδξνύλ/

παξάγνληαη

‒y +y +y

Υεκηθή Ιζνξξνπία 2,8×10‒3 ‒ y 2,8×10‒3 + y y

]HAsc[

]OH[]Asc[K 3

2

a2

y)10(2,8

y)102,8(y101,6

3

312

109

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε

Θεσξνύκε όηη ην y είλαη πνιύ κηθξό

ζπγθξηλόκελν κε ην 2,8∙10−3.

Άξα έρνπκε:

y)10(2,8

y)102,8(y101,6

3

312 M 101,6y 12

Γηαπηζηώλνπκε όηη πξάγκαηη y << 2,8∙10−3, άξα

ε ππόζεζε είλαη ζσζηή.

Άξα, ε ζπγθέληξσζε ηνπ αζθνξβηθνύ αληόληνο,

C6H6O62‒, ηζνύηαη κε 1,6∙10−12 Μ.

110

Άζθεζε 8.32

Σν ζεηώδεο νμύ, H2SO3, είλαη έλα δηπξσηηθό νμύ

κε Κa1 = 1,3×10‒2 θαη Κa2 = 6,3×10‒8.

Πνην είλαη ην pH ελόο δηαιύκαηνο ζεηώδνπο

νμένο κε αξρηθή ζπγθέληξσζε 0,25 Μ;

Πόζε είλαη ε ζπγθέληξσζε ηνπ ζεηώδνπο

αληόληνο, SO32−, ζην δηάιπκα;

111

Άζθεζε 8.33

Να ππνινγίζεηε ην pH θαη ην βαζκό ηνληηζκνύ

ελόο πδαηηθνύ δηαιύκαηνο ακκσλίαο, ΝΗ3,

ζπγθέληξσζεο 0,15 Μ ζηνπο 25 ºC.

Γίλεηαη όηη γηα ηελ ακκσλία ε ζηαζεξά

ηνληηζκνύ ζηνπο 25 ºC ηζνύηαη κε Kb = 1,8×10‒5.

112

Άζθεζε 8.34

Η θηλίλε είλαη κία βάζε ε νπνία απαληάηαη ζηε

θύζε θαη ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ ζεξαπεία ηεο

εινλνζίαο.

Έλα πδαηηθό δηάιπκα θηλίλεο κε αξρηθή

ζπγθέληξσζε 0,0015 Μ έρεη pH 9,84.

Η βαζηθόηεηα ηεο θηλίλεο νθείιεηαη ζε έλα

άηνκν αδώηνπ, ην νπνίν αθαηξεί έλα πξσηόλην

από ην λεξό, όπσο αθαηξεί ε ακκσλία.

Πόζε είλαη ε Kb ηεο θηλίλεο;

113

Άζθεζε 8.35

Η κνξθίλε είλαη κία βάζε ε νπνία απαληάηαη

ζηε θύζε θαη ρξεζηκνπνηείηαη σο παπζίπνλν.

Πόζν είλαη ην pH ελόο δηαιύκαηνο κνξθίλεο κε

αξρηθή ζπγθέληξσζε 0,0075 Μ ζηνπο 25 ºC;

Η ζηαζεξά ηνληηζκνύ ηεο βάζεο ηζνύηαη κε Kb =

1,6×10‒6 ζηνπο 25 ºC.

Η βαζηθόηεηα ηεο κνξθίλεο νθείιεηαη ζε έλα

άηνκν αδώηνπ, ην νπνίν αθαηξεί έλα πξσηόλην

από ην λεξό, όπσο αθαηξεί ε ακκσλία.

114

Άιαηα

Σα άιαηα πξνθύπηνπλ θαηά ηελ αληίδξαζε

εμνπδεηέξωζεο κεηαμύ ελόο νμένο θαη κηαο

βάζεο:

νμύ + βάζε → άιαο + λεξό

HCl + NaOH → NaCl + H2O

H2SO4 + 2 KOH → K2SO4 + 2 H2O

H2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2 H2O

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

HCl + NH4OH → NH4Cl + H2O

115

Άιαηα

Σα άιαηα όηαλ δηαιπζνύλ ζην λεξό δηίζηαληαη

πιήξωο πξνο θαηηόληα θαη αληόληα (ηζρπξνί

ειεθηξνιύηεο):

NaCl → Na+ + Cl-

K2SO4 → 2 K+ + SO42-

CaCO3 → Ca2+ + CO32-

CH3COONa → CH3COO- + Na+

NH4Cl → NH4+ + Cl-

Σα θαηηόληα (+) πξνέξρνληαη από ηηο βάζεηο

Σα αληόληα (-) πξνέξρνληαη από ηα νμέα

116

Καηηόληα αιάησλ

Σα θαηηόληα ησλ αιάησλ (+) είλαη ηα ζπδπγή

νμέα ησλ αληηζηνηρώλ βάζεσλ:

ζπδπγέο νμύ βάζε

Na+ NaOH

Κ+ KOH

Ca2+ Ca(OH)2

ΝΗ4+ ΝΗ4ΟΗ

117

Αληόληα αιάησλ

Σα αληόληα ησλ αιάησλ (-) είλαη νη ζπδπγείο

βάζεηο ησλ αληίζηνηρσλ νμέσλ:

ζπδπγήο βάζε νμύ

Cl- HCl

SO42- H2SO4

CO32- H2CO3

CH3COO- CH3COOH

118

Τδξόιπζε αληόλησλ αιάησλ

Αλ ην αληόλ ηνπ άιαηνο πξνέξρεηαη από ηζρπξό

νμύ ηόηε είλαη πνιύ αζζελήο βάζε θαη δελ έρεη

ηελ ηάζε λα απνζπάζεη άηνκν πδξνγόλνπ από

ην λεξό:

Cl- + H2O → HCl + HO-

Σα αληόληα ησλ αιάησλ ηα νπνία πξνέξρνληαη

από ηζρπξά νμέα δελ αληηδξνύλ κε ην λεξό (δελ

πδξνιύνληαη), π.ρ. Cl-, Br-, I-, NO3-, ClO4

-.

Γελ επεξεάδνπλ ην pH ηνπ δηαιύκαηνο.

119

Τδξόιπζε αληόλησλ αιάησλ

Αλ ην αληόλ ηνπ άιαηνο πξνέξρεηαη από αζζελέο

νμύ ηόηε είλαη αζζελήο βάζε θαη πδξνιύεηαη

απνζπώληαο άηνκν πδξνγόλνπ από ην λεξό:

CH3COO-+ H2O CH3COOH + HO-

CO32- + H2O HCO3

- + HO-

10

5

14

a

wb 1055,5

108,1

10

K

KK

4

11

14

a2

wb 108,1

106,5

10

K

KK

120

Τδξόιπζε αληόλησλ αιάησλ

Όηαλ ηα αληόληα ησλ αιάησλ πδξνιύνληαη

πξνθαινύλ αύμεζε ηεο ζπγθέληξσζεο ησλ

αληόλησλ ΗΟ-

Πξνθαινύλ αύμεζε ηνπ pH ηνπ δηαιύκαηνο

X-+ H2O HX + HO-

121

Τδξόιπζε θαηηόλησλ αιάησλ

Αλ ην θαηηόλ ηνπ άιαηνο πξνέξρεηαη από ηζρπξή

βάζε ηόηε είλαη πνιύ αζζελέο νμύ θαη δελ έρεη

ηελ ηάζε λα αληηδξάζεη κε ηo λεξό:

Na+ + H2O → NaOH + H+

Σα θαηηόληα ησλ αιάησλ ηα νπνία πξνέξρνληαη

από ηζρπξέο βάζεηο δελ αληηδξνύλ κε ην λεξό

(δελ πδξνιύνληαη), π.ρ. Na+, K+, Ca2+.

Γελ επεξεάδνπλ ην pH ηνπ δηαιύκαηνο.

122

Τδξόιπζε θαηηόλησλ αιάησλ

Αλ ην θαηηόλ ηνπ άιαηνο πξνέξρεηαη από

αζζελή βάζε ηόηε είλαη αζζελέο νμύ θαη

πδξνιύεηαη δίλνληαο άηνκν πδξνγόλνπ:

Πξνθαινύλ αύμεζε ηεο ζπγθέληξσζεο ησλ

θαηηόλησλ πδξνγόλνπ

Πξνθαινύλ κείωζε ηνπ pH ηνπ δηαιύκαηνο

NH4+

+ H2O NH4OH + H+

10

5

14

b

wa 1055,5

108,1

10

K

KK

123

Τδξόιπζε αιάησλ: 1ε πεξίπησζε

Άιαηα ησλ νπνίσλ ην κελ θαηηόλ πξνέξρεηαη

από ηζρπξή βάζε (π.ρ. Na+, K+, Ca2+) ην δε

αληόλ πξνέξρεηαη από ηζρπξό νμύ (π.ρ. Cl-, Br-, I-

NO3-, ClO4

-)

NaCl, KΙ, CaCl2, ΚΝΟ3, NaClO4.

Γελ αληηδξνύλ κε ην λεξό (δελ πδξνιύνληαη).

Γελ επεξεάδνπλ ην pH ηνπ δηαιύκαηνο

(pH=7).

124

Τδξόιπζε αιάησλ: 2ε πεξίπησζε

Άιαηα ησλ νπνίσλ ην κελ θαηηόλ πξνέξρεηαη

από ηζρπξή βάζε (π.ρ. Na+, K+, Ca2+) ην δε

αληόλ πξνέξρεηαη από αζζελέο νμύ (π.ρ.

CH3COO-, CO32-)

CH3COONa, Na2CO3

Τδξνιύεηαη κόλν ην αληόλ.

Πξνθαινύλ αύμεζε ηνπ pH ηνπ δηαιύκαηνο

(pH>7).

125

Τδξόιπζε αιάησλ: 3ε πεξίπησζε

Άιαηα ησλ νπνίσλ ην κελ θαηηόλ πξνέξρεηαη

από αζζελή βάζε (π.ρ. ΝΗ4+) ην δε αληόλ

πξνέξρεηαη από ηζρπξό νμύ (π.ρ. Cl-, Br-, NO3-)

NΗ4Cl

Τδξνιύεηαη κόλν ην θαηηόλ.

Πξνθαινύλ κείωζε ηνπ pH ηνπ δηαιύκαηνο

(pH<7).

126

Τδξόιπζε αιάησλ: 4ε πεξίπησζε

Άιαηα ησλ νπνίσλ ην κελ θαηηόλ πξνέξρεηαη

από αζζελή βάζε (π.ρ. ΝΗ4+) ην δε αληόλ

πξνέξρεηαη από αζζελέο νμύ (π.ρ. CH3COO-,

CO32-)

CH3COOΝΗ4, (ΝΗ4)2CO3

Τδξνιύεηαη θαη ην αληόλ θαη ην θαηηόλ.

Αλ Κa>Kb ηόηε pH<7

Αλ Κa<Kb ηόηε pH>7

Αλ Κa=Kb ηόηε pH=7

127

Άζθεζε 8.36

Να θαηαηάμεηε ηα παξαθάησ πδαηηθά δηαιύκαηα θαηά ζεηξά απμαλόκελεο ηηκήο pH:

i. 0,1 M CH3COONa

ii. 0,1 M NH4Cl

iii.0,1 M CH3NH3Br

iv.0,1 M KNO3

Γίλνληαη:

CH3COOΗ: Ka=1,8×10-5

NH3: Kb=1,8×10-5

CH3NH2: Kb=4,4×10-4

128

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα (buffer solutions)

νλνκάδνληαη ηα δηαιύκαηα ηα νπνία έρνπλ ηελ

ηδηόηεηα λα δηαηεξνύλ ζρεηηθά ζηαζεξό ην pH

ηνπο θαηά:

ηελ πξνζζήθε κηθξώλ πνζνηήησλ ηζρπξώλ

νμέσλ ή βάζεσλ

ηελ αξαίσζή ηνπο

129

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Σα ξπζκηζηηθά δηαιύκαηα αληέρνπλ ζηηο αιιαγέο ηνπ pH γηαηί πεξηέρνπλ ηα εμήο δύν ζπζηαηηθά:

έλα νμύ ην νπνίν εμνπδεηεξώλεη ηα πξνζηηζέκελα αληόληα HO-

κία βάζε, ε νπνία εμνπδεηεξώλεη ηα πξνζηηζέκελα θαηηόληα Η3Ο

+

Ωζηόζν ην νμύ θαη ε βάζε δελ πξέπεη λα αιιεινεμνπδεηεξώλνληαη.

Η ζπλζήθε απηή ηθαλνπνηείηαη από έλα ζπδπγέο δεύγνο νμένο-βάζεο.

130

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Απνηεινύληαη από κίγκα ζπδπγνύο δεύγνπο

αζζελνύο νμένο θαη βάζεο:

αζζελέο νμύ ΗΑ θαη ε ζπδπγήο ηνπ βάζε Α-:

π.ρ. CH3COOH(aq) θαη CH3COO-(aq): pH<7

αζζελήο βάζε Β θαη ην ζπδπγέο ηεο νμύ ΒΗ+:

π.ρ. NH3(aq) θαη NH4+(aq): pH>7

131

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Πξνθύπηνπλ θαηά:

ηελ αλάκημε δηαιύκαηνο αζζελνύο νμένο

(ΗΑ) κε δηάιπκα άιαηόο ηνπ κε ηζρπξή βάζε

(NaA): π.ρ. CH3COOH(aq) θαη

CH3COONa(aq)

ηε κεξηθή εμνπδεηέξσζε δηαιύκαηνο

αζζελνύο νμένο (ΗΑ) κε δηάιπκα ηζρπξήο

βάζεο (NaOH).

132

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Πξνθύπηνπλ θαηά:

ηελ αλάκημε δηαιύκαηνο αζζελνύο βάζεο (Β)

κε δηάιπκα άιαηόο ηεο κε ηζρπξό νμύ

(ΒΗCl): π.ρ. NH3(aq) θαη NH4Cl(aq)

ηε κεξηθή εμνπδεηέξσζε δηαιύκαηνο

αζζελνύο βάζεο κε δηάιπκα ηζρπξνύ νμένο.

133

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Σα ξπζκηζηηθά δηαιύκαηα δηαηεξνύλ ζρεηηθά

ζηαζεξό ην pH ηνπο θαηά ηελ πξνζζήθε κηθξώλ

πνζνηήησλ ηζρπξώλ νμέσλ ή βάζεσλ γηαηί:

ην αζζελέο νμύ εμνπδεηεξώλεη ηα αληόληα

ΗΟ- ηεο πξνζηηζέκελεο ηζρπξήο βάζεο

ε αζζελήο ζπδπγήο βάζε εμνπδεηεξώλεη ηα

θαηηόληα Η3Ο+ ηνπ πξνζηηζέκελνπ ηζρπξνύ

νμένο

134

Άζθεζε 8.37

Πνην από ηα παξαθάησ ζπδπγή δεύγε νμένο-

βάζεο δελ κπνξεί λα δξάζεη σο ξπζκηζηηθό

δηάιπκα:

i. HCOOH/HCOO-

ii. HCO3-/CO3

2-

iii. HNO3/NO3-

135

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Δμήγεζε δξάζεο ησλ ξπζκηζηηθώλ δηαιπκάησλ:

Έζησ έλα ξπζκηζηηθό δηάιπκα ην νπνίν

απνηειείηαη από ην αζζελέο νμύ ΗA θαη ηε

ζπδπγή ηνπ βάζε Α-, ε νπνία έρεη πξνθύςεη από

ην άιαο NaA.

Οη αληηδξάζεηο νη νπνίεο ιακβάλνπλ ρώξα ζην

δηάιπκα είλαη:

HA(aq) + A-(aq)H2O(l) + H3O

+(aq)

NaA(aq) A-(aq)+Na+

(aq)

136

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Η εμίζσζε ε νπνία πεξηγξάθεη ην ρεκηθό

ζύζηεκα είλαη:

Παξαηεξνύκε όηη ε ζπγθέληξσζε ησλ

θαηηόλησλ νμσλίνπ, [Η3Ο+], θαη θαηά ζπλέπεηα

ην pH ηνπ δηαιύκαηνο εμαξηάηαη από:

ηελ ηηκή ηεο ζηαζεξάο Κa

ην ιόγν ησλ ζπγθεληξώζεσλ [ΗΑ]/[Α-]

]A[

HA][K]OH[

HA][

]OH[]A[K a3

3a

137

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Έζησ όηη ζην δηάιπκα πξνζηίζεηαη κηα κηθξή

πνζόηεηα βάζεο.

Σα αληόληα πδξνμπιίνπ ηεο βάζεο, ΗΟ-,

αληηδξνύλ κε ην αζζελέο νμύ σο εμήο:

Καηά ζπλέπεηα ε ζπγθέληξσζε ηνπ αζζελνύο

νμένο, [ΗΑ], κεηώλεηαη θαη ε ζπγθέληξσζε ηεο

ζπδπγνύο βάζεο, [Α-], απμάλεηαη.

HA(aq) + A-(aq) H2O(l)+HO-

(aq)

138

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Ωζηόζν, αλ ε πνζόηεηεο ησλ ΗΑ θαη Α- ζην

δηάιπκα είλαη πνιύ κεγάιεο ζπγθξηλόκελεο κε

ηελ πνζόηεηα ησλ ΗΟ-, ηόηε ν ιόγνο [ΗΑ]/[Α-]

δε κεηαβάιιεηαη ζεκαληηθά.

Καηά ζπλέπεηα, νη αιιαγέο ζην pH ηνπ

δηαιύκαηνο είλαη ζρεηηθά κηθξέο.

Σα ίδηα ηζρύνπλ θαη θαηά ηελ πξνζζήθε νμένο

ζην δηάιπκα:

H3O+(aq) HA(aq)+A-

(aq) H2O(l)+

139

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

140

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα

Δπίζεο, θαηά ηελ αξαίσζε ησλ ξπζκηζηηθώλ

δηαιπκάησλ, ν ζρεηηθόο ιόγνο [ΗΑ]/[Α-]

παξακέλεη ζηαζεξόο, γηαηί θαη ηα δύν ζπζηαηηθά

αξαηώλνληαη εμίζνπ.

Άξα ην pH ησλ ξπζκηζηηθώλ δηαιπκάησλ δελ

κεηαβάιιεηαη θαηά ηελ αξαίσζή ηνπο.

Απηό δελ ηζρύεη γηα πνιύ κεγάιεο αξαηώζεηο.

141

pH ξπζκηζηηθώλ δηαιπκάησλ

Αληηδξάζεηο:

Δμηζώζεηο:

HA][

]A[logpKpH

HA][

]A[loglogK]OH[log-

]A[

HA][loglogK]OH[log

]A[

HA][K]OH[

HA][

]OH[]A[K

aa3

a3a33

a

142

pH ξπζκηζηηθώλ δηαιπκάησλ

Δμίζσζε Henderson-Hasselbalch:

οξύ] ζςδ.[

]βάζε ζςδ.[logpKpH a

143

Άζθεζε 8.38

Έζησ έλα ξπζκηζηηθό δηάιπκα, ην νπνίν

πξνθύπηεη θαηά ηελ πξνζζήθε 0,300 mol

νμηθνύ νμένο, CH3COOH, θαη 0,300 mol νμηθνύ

λαηξίνπ, CH3COONa, ζε ηειηθό όγθν 1 L.

i. Να ππνινγίζεηε ην pH ηνπ δηαιύκαηνο.

ii. Να ππνινγίζεηε ην pH ηνπ δηαιύκαηνο κεηά ηελ

πξνζζήθε 0,020 mol NaOH.

iii. Να ππνινγίζεηε ην pH θαηά ηελ πξνζζήθε

0,020 mol NaOH ζε 1 L θαζαξνύ λεξνύ.

Γίλεηαη γηα ην νμηθό νμύ όηη Ka = 1,8 10-5.

144

Άζθεζε 8.39

Να ππνινγίζεηε ην pH ελόο ξπζκηζηηθνύ

δηαιύκαηνο ην νπνίν πεξηέρεη 0,12 Μ γαιαθηηθό

νμύ, CH3CH(OH)COOH, θαη 0,10 Μ γαιαθηηθό

λάηξην, CH3CH(OH)COONa.

Γίλεηαη γηα ην γαιαθηηθό νμύ όηη Ka = 1,4×10-4.

145

Άζθεζε 8.40

Να ππνινγίζεηε ην pH ηνπ ξπζκηζηηθνύ

δηαιύκαηνο ην νπνίν πξνθύπηεη θαηά ηελ

αλάκημε 50,0 mL πδαηηθνύ δηαιύκαηνο

NaOH(aq) ζπγθέληξσζεο 0,20 Μ κε 50,0 mL

πδαηηθνύ δηαιύκαηνο CH3COOH(aq)

ζπγθέληξσζεο 0,40 Μ.

Γίλεηαη όηη ε ζηαζεξά ηνληζκνύ ηνπ νμένο ζηνπο

25 ºC είλαη Ka = 1,8×10-5.

146

Σηηινδόηεζε νμέωλ θαη βάζεωλ

Σηηινδόηεζε (ή νγθνκέηξεζε) νμέσλ-βάζεσλ

(titration): εξγαζηεξηαθή ηερληθή γηα ηελ

εύξεζε ηεο ζπγθέληξσζεο ελόο αγλώζηνπ

δηαιύκαηνο νμένο ή βάζεο.

Καηά ηελ ηηηινδόηεζε, έλα δηάιπκα νμέσο (ή

βάζεο) γλσζηήο ζπγθέληξσζεο (=πξόηππν

δηάιπκα) πξνζηίζεηαη ζε έλα δηάιπκα βάζεο (ή

νμένο) γλσζηνύ όγθνπ θαη άγλσζηεο

ζπγθέληξσζεο.

Σν πξνζηηζέκελν δηάιπκα νλνκάδεηαη

ηηηινδόηεο (titrant).

147

Αληηδξάζεηο εμνπδεηέξσζεο

Η ηηηινδόηεζε νμέωλ-βάζεωλ ζηεξίδεηαη

ζηελ αληίδξαζε εμνπδεηέξωζεο:

νμύ + βάζε → άιαο + λεξό

HCl + NaOH → NaCl + H2O

HCl + NH3 → NH4Cl

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

H2CO3 + 2 KOH → K2CO3 + 2 H2O

148

Ιζνδύλακν ζεκείν ηηηινδόηεζεο

Ιζνδύλακν ζεκείν (equivalence point): ε ηηκή ηνπ pH θαηά ηελ νπνία έρνπλ πξνζηεζεί νη ζηνηρεηνκεηξηθά ηζνδύλακεο πνζόηεηεο νμέσο θαη βάζεο.

ην ηζνδύλακν ζεκείν ηζρύεη:

ηζνδύλακα νμένο = ηζνδύλακα βάζεο

Ννμένο×Vνμένο = Νβάζεο×Vβάζεο

όπνπ:

Ν: θαλνληθόηεηα δηαιύκαηνο νμένο ή βάζεο ζε eq/L

V: όγθνο δηάιπκαηνο νμένο ή βάζεο ζε L.

149

Ιζνδύλακν βάξνο, EW

Γηα ηόληα: α = θνξηίν ηνπ ηόληνο

Γηα νμέα θαη βάζεηο: α = αξηζκόο ησλ Η+ ή ησλ

ΗΟ- πνπ αληηδξνύλ

Γηα νμεηδν-αλαγσγηθέο αληηδξάζεηο: α = αξηζκόο

ησλ ειεθηξνλίσλ πνπ αληαιιάζζνληαη

α

MEW r

150

Ιζνδύλακα θαη θαλνληθόηεηα

Ιζνδύλακα:

Καλνληθόηεηα:

EW

meq όπνπ:

eq: ηζνδύλακα

m: κάδα ηεο νπζίαο ζε g

EW: ηζνδύλακν βάξνο

V

eqN όπνπ:

Ν: θαλνληθόηεηα ζε eq/L

eq: ηζνδύλακα

V: όγθνο ηνπ δηαιύκαηνο ζε L

151

Καλνληθόηεηα θαη Μνξηαθόηεηα

Μα

Vα

M

m

VEW

m

V

eqN

r

δειαδή

ΜαN

152

Σηηινδόηεζε

Έζησ 50 mL δηαιύκαηνο ηζρπξνύ νμένο (π.ρ.

HCl) ζπγθέληξσζεο Ca=0,1 Μ.

Πξνζηίζεηαη δηάιπκα ηζρπξήο βάζεο (π.ρ.

ΝαΟΗ) ζπγθέληξσζεο Cb=0,1 M (ηηηινδόηεο).

Η γξαθηθή παξάζηαζε ηνπ pH ηνπ δηαιύκαηνο

ζπλαξηήζεη ηνπ όγθνπ ηνπ ηηηινδόηε νλνκάδεηαη

θακπύιε ηηηινδόηεζεο.

153

Κακπύιε ηηηινδόηεζεο

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Vb, mL

pH

ην ηζνδύλακν ζεκείν ηζρύεη:

e

b

aab

bbaa

bbbaaa

bbaaba

VmL 501,0

501,0

C

VCV

VCVC

VCαVCα

VNVNeqeq

Ve=50 mL

Ιζνδύλακν ζεκείν pHe=7

154

Άζθεζε 8.41

Να ππνινγίζεηε ην pH θαηά ηελ πξνζζήθε ησλ παξαθάησ πνζνηήησλ πδαηηθνύ δηαιύκαηνο ΝaΟΗ ζπγθέληξσζεο 0,100 Μ ζε 50,0 mL πδαηηθνύ δηαιύκαηνο ΗCl ζπγθέληξσζεο 0,100 Μ:

1. 0 mL δηαιύκαηνο ΝaΟΗ

2. 25,0 mL δηαιύκαηνο ΝaΟΗ

3. 49,0 mL δηαιύκαηνο ΝaΟΗ

4. 50,0 mL δηαιύκαηνο ΝaΟΗ

5. 51,0 mL δηαιύκαηνο ΝaΟΗ

6. 60,0 mL δηαιύκαηνο ΝaΟΗ

155

Ιζνδύλακν θαη ηειηθό ζεκείν ηηηινδόηεζεο

ην ηζνδύλακν ζεκείν ε θιίζε ηεο θακπύιεο

είλαη ε κέγηζηε δπλαηή.

Δίλαη ζεκείν θακπήο (ε δεύηεξε παξάγσγνο

είλαη κεδέλ).

Η ηηκή pH ζηελ νπνία παξαηεξείηαη

πεηξακαηηθά ε νινθιήξσζε ηεο ηηηινδόηεζεο

νλνκάδεηαη ηειηθό ζεκείν (end point).

Γηα κία αθξηβή ηηηινδόηεζε ην ηζνδύλακν θαη

ην ηειηθό ζεκείν πξέπεη λα ηαπηίδνληαη ή λα

δηαθέξνπλ ειάρηζηα.

156

Σηηινδόηεζε νμέσλ θαη βάζεσλ

157

Δίδε ηηηινδνηήζεσλ

ηζρπξνύ νμένο (HCl) κε ηζρπξή βάζε (NaOH)

αζζελνύο κνλνπξσηηθνύ νμένο (CH3COOH) κε

ηζρπξή βάζε (NaOH)

αζζελνύο δηπξσηηθνύ νμένο (H2CO3) κε ηζρπξή

βάζε (NaOH)

ηζρπξήο βάζεο (NaOH) κε ηζρπξό νμύ (HCl)

αζζελνύο κνλνδξαζηηθήο βάζεο (NΗ3) κε

ηζρπξό νμύ (HCl)

αζζελνύο δηδξαζηηθήο βάζεο (CO32-) κε ηζρπξό

νμύ (HCl)

158

Σηηινδόηεζε αζζελνύο νμένο ΗΑ κε ηζρπξή βάζε

Να θαηαζθεπαζηεί ε θακπύιε ηηηινδόηεζεο

θαηά ηελ πξνζζήθε δηαιύκαηνο ηζρπξήο βάζεο

(ΝaΟΗ) όγθνπ Vb θαη ζπγθέληξσζεο Cb=5×10-3

M (ηηηινδόηεο) ζε δηάιπκα αζζελνύο νμένο HA

όγθνπ Va=50 mL θαη ζπγθέληξσζεο Ca=10-3 M.

Γίλεηαη γηα ην νμύ όηη Ka=10-5.

159

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Vb

pH

Κακπύιε ηηηινδόηεζεο HA κε NaOH

Ca=10-3 M, Va=50 mL, Ka=10-5, Cb =5×10-3 M

Ve=10 mL

pHe=7,8-8

160

Άζθεζε 8.42

Να ππνινγίζεηε ην pH θαηά ηελ πξνζζήθε ησλ

παξαθάησ πνζνηήησλ πδαηηθνύ δηαιύκαηνο

ΝaΟΗ ζπγθέληξσζεο 0,100 Μ ζε 50,0 mL

πδαηηθνύ δηαιύκαηνο CH3COOH (Ka=1,8×10-5)

ζπγθέληξσζεο 0,100 Μ:

i. 0 mL δηαιύκαηνο ΝaΟΗ

ii. 45,0 mL δηαιύκαηνο ΝaΟΗ

iii. 50,0 mL δηαιύκαηνο ΝaΟΗ

iv. 60,0 mL δηαιύκαηνο ΝaΟΗ

161

Κακπύιεο ηηηινδόηεζεο ζπλαξηήζεη ηεο pKa

Ca=10-3 M, Va=50 mL, Cb =5×10-3 M

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15 20 25

Vb

pH Ισχυπό οξύ

pKa=3

pKa=4

pKa=6

pKa=8

pKa=10

162

Κακπύιε ηηηινδόηεζεο H2A κε NaOH

Να θαηαζθεπαζηεί ε θακπύιε ηηηινδόηεζεο

θαηά ηελ πξνζζήθε δηαιύκαηνο ηζρπξήο βάζεο

(ΝαΟΗ) όγθνπ Vb θαη ζπγθέληξσζεο Cb =10-1

M (ηηηινδόηεο) ζε δηάιπκα αζζελνύο

δηπξσηηθνύ νμένο H2A όγθνπ Va=50 mL θαη

ζπγθέληξσζεο Ca=10-1 M. Γίλεηαη γηα ην νμύ όηη

Ka1=10-4, Ka2=10-8.

163

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

Vb

pH

Κακπύιε ηηηινδόηεζεο H2A κε NaOH

Ca=10-1 M, Va=50 mL, Ka1=10-4, Ka2=10-8, Cb =10-1 M

1ν ηζνδύλακν ζεκείν, pH=6

H2A + NaOH → NaHA + H2O

2ν ηζνδύλακν ζεκείν, pH=10,2

NaHA + NaOH → Na2A + H2O