ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted...

71
ΟΞΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ 20/11/2014 Χημεία (Τμήμα Φυσικής)

Transcript of ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted...

Page 1: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ΟΞΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ

20/11/2014

Χημεία (Τμήμα Φυσικής)

Page 2: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

η φύση των οξέων και βάσεων

θεωρία οξέων-βάσεων του Arrhenius

θεωρία οξέων-βάσεων των Brønsted και

Lowry

οι έννοιες των οξέων και βάσεων2

Page 3: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ιδιότητες οξέων

I. οι έννοιες των οξέων και βάσεων

Α. η φύση των οξέων και βάσεων

1. τα οξέα έχουν χαρακτηριστικές ιδιότητες

α. έχουν όξινη γεύση

η όξινη γεύση πολλών ουσιών και φρούτων

οφείλεται σε οξέα που αυτά περιέχουν

β. αντιδρούν με δραστικά μέταλλα (Li, K, Al, Zn, Fe)

παράγοντας Η2 (όχι με Cu, Ag, Au)

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2

γ. αντιδρούν με άλατα CO32

διαλύουν το μάρμαρο

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + CO2 + H2O

μαγειρική σόδα

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + H2O + CO2

δ. αντιδρούν με βάσεις παράγοντας άλατα

3

κιτρικόοξύ

οξικόοξύ

Page 4: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ιδιότητες οξέων

2. κάποια παραδείγματα οξέων που συναντάμε συνήθως περιλαμβάνουν:

4

ονομασία χημικός τύπος

νιτρικό οξύ HNO3

θειικό οξύ H2SO4

υδροχλωρικό οξύ HCl

φωσφορικό οξύ H3PO4

οξικό οξύ CH3COOH

υδροφθορικό οξύ HF

ανθρακικό οξύ H2CO3

βορικό οξύ H3BO3

Page 5: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

CH3COOH

κατηγορίες οξέων ανάλογα με τη χημική τους δομή

3. τα οξέα ταξινομούνται σε 3 κατηγορίες

ανάλογα με τις χημικές δομές τους

α. δυαδικά οξέα που έχουν άτομα Η

συνδεμένα με κάποιο αμέταλλο

π.χ. HCl, HF

β. οξοοξέα που έχουν άτομα Η

συνδεμένα με άτομα Ο ενός

οξοανιόντος

π.χ. HNO3, H2SO4

γ. καρβοξυλικά οξέα που έχουν άτομα Η

συνδεμένα στην καρβοξυλική ομάδα

π.χ. CH3COOH

5

HCl

H2SO4 HNO3

καρβοξυλική

ομάδα

Page 6: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ιδιότητες βάσεων

4. οι βάσεις έχουν χαρακτηριστικές

ιδιότητες

α. έχουν πικρή γεύση

η πικρή γεύση πολλών φυτών

οφείλεται στις βάσεις που

περιέχουν

π.χ. καφές, σοκολάτα

β. είναι καυστικά

γ. τα διαλύματά τους έχουν

σαπωνοειδή υφή

πολλά καθαριστικά οικιακής

χρήσης έχουν τέτοια υφή διότι

περιέχουν βάσεις

αντιδρούν με λιπαρά οξέα στο

δέρμα παράγοντας ουσίες που

μοιάζουν με το σαπούνι

δ. αντιδρούν με οξέα παράγοντας

άλατα

6

καφεΐνη

ΝaΟΗ

KOH

ΝΗ3

βάσεις

Page 7: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ιδιότητες βάσεων

5. κάποια παραδείγματα βάσεων που συναντάμε συνήθως περιλαμβάνουν:

7

ονομασία χημικός τύπος

υδροξείδιο του νατρίου NaOH

υδροξείδιο του καλίου KOH

υδροξείδιο του ασβεστίου Ca(OH)2

υδρογονανθρακικό νάτριο NaHCO3

υδροξείδιο του μαγνησίου Mg(OH)2

υδροξείδιο του αμμώνίου NH4OH ή NH3(aq)

Page 8: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

κατηγορίες βάσεων ανάλογα με τη χημική τους δομή

6. οι βάσεις ταξινομούνται σε 2 κατηγορίες, ανάλογα με τις μοριακές δομές τους

α. ιοντικές βάσεις που περιέχουν:

i. ιόντα ΟΗ

π.χ. NaOH, Ca(OH)2

ii. ιόντα CO32

π.χ. CaCO3 NaHCO3

β. μοριακές βάσεις που έχουν δομές με άτομα με μονήρη ζεύγη που

αλληλεπιδρούν με ιόντα Η+

π.χ. αμίνες

8

ΝH3

αμμωνία(CH3)2ΝH

διμεθυλαμίνη

Page 9: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

οξέα και βάσεις Arrhenius

Β. θεωρία οξέων-βάσεων του Arrhenius

1. από παλιά, οι επιστήμονες προσπάθησαν να διατυπώσουν θεωρίες για το ποιες

ουσίες χαρακτηρίζονται οξέα και βάσεις

π.χ. Lavoiser (1777), Davy (1808)

9

Arrhenius (1859-1927)

Σουηδία

2. η πρώτη επιτυχής θεωρία οξέων-βάσεων

διατυπώθηκε το 1884 από τον Arrhenius

α. οξέα είναι ουσίες που, όταν διαλύονται στο Η2Ο,

παράγουν Η+ (υδρογονοκατιόν)

β. βάσεις είναι ουσίες που, όταν διαλύονται στο Η2Ο,

παράγουν ΟΗ (υδροξείδιο)

Page 10: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

οξέα και βάσεις Arrhenius

3. το HCl είναι οξύ Arrhenius επειδή στα διαλύματά του

παράγει Η+

το HCl(g) είναι μια ομοιοπολική ένωση (αέριο) που όταν

διαλύεται στο Η2Ο ιοντίζεται

δημιουργούνται ιόντα

4. το NaOH είναι βάση Arrhenius επειδή στα διαλύματά

της παράγει ΟΗ

το NaOH(s) είναι μια ιοντική ένωση που όταν διαλύεται

στο Η2Ο διίσταται στα ιόντα της

τα ιόντα υπάρχουν ήδη

10

2H OHCl(g) H (aq) + Cl (aq)

2H ONaOH(s) Na (aq) + OH (aq)

Page 11: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

δ

το Η+ και το οξώνιο Η3Ο+

5. τα H+ που παράγονται στα διαλύματα οξέων είναι άτομα Η χωρίς τα e τους,

δηλαδή πρωτόνια p+

έχουν μεγάλη συγκέντρωση θετικού φορτίου και είναι πολύ δραστικά

δεν μπορούν να υπάρξουν στο Η2Ο ως ανεξάρτητα ιόντα

11

κάθε Η+ έλκει ένα μόριο Η2Ο σχηματίζοντας το

οξώνιο Η3Ο+

i. το θετικό φορτίο του Η+ έλκει τα ασύζευκτα ζεύγη

ηλεκτρονίων του Ο του Η2Ο που έχουν μερικό

αρνητικό φορτίο δ

ii. το Η3Ο+ έχει πυραμιδική γεωμετρία

το Η3Ο+ συνδέεται ασθενέστερα με άλλα μόρια Η2Ο

σχηματίζοντας συμπλέγματα του τύπου H(H2O)n+

i. π.χ. Η(Η2Ο)4+ ή Η9Ο4

+

ii. η σύνδεση γίνεται με δεσμούς Η μεταξύ του δ

του Ο και του δ+ του Η γειτονικών μορίων Η2Ο

iii. γενικά, τα ιόντα αυτά παριστάνονται Η3Ο+(aq)

για λόγους απλούστευσης, χρησιμοποιούμε

συχνά το Η+(aq) αντί για το Η3Ο+(aq)

δ+

δ

Η3Ο+

Η9Ο4+

Page 12: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

αντιδράσεις εξουδετέρωσης

6. οι αντιδράσεις οξέων-βάσεων ονομάζονται αντιδράσεις εξουδετέρωσης

π.χ. η αντίδραση μεταξύ υδατικών διαλυμάτων HCl και NaOH στο Η2Ο είναι

η αντίδραση στην ιοντική της μορφή είναι

τα HCl και NaOH στο Η2Ο δίνουν Η+ και ΟΗ

η απλουστευμένη ιοντική αντίδραση (διαγράφοντας τα ιόντα θεατές) είναι:

πρόκειται για μια αντίδραση εξουδετέρωσης, για την οποία ισχύει:

i. είναι εξώθερμη

ii. ελευθερώνεται πάντα το ίδιο ποσό θερμότητας ανά mol Η+

ΔΗrxn είναι 55.9 kJ mol1 Η+

ισχύει πάντα ότι 1 mol H+ παράγει 1 mol Η2Ο

12

2HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H O(l)

2H (aq) Cl (aq) Na (aq) OH (aq) Na (aq) Cl (aq) H O(l)

H (aq) Cl (aq) Na (aq) OH (aq) Na (aq) Cl (aq)2

2

H O(l)

H (aq) OH (aq) H O(l)

Page 13: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

προβλήματα της θεωρίας του Arrhenius

7. παρά την επιτυχία της, η θεωρία οξέων-βάσεων του Arrhenius έχει κάποια προβλήματα

α. θεωρεί ότι η μόνη βάση είναι το ΟΗ

όμως, βασικά υδατικά διαλύματα μπορούν να δώσουν:

i. κάποιες μοριακές ενώσεις (π.χ. NH3)

ii. κάποια ιόντα (π.χ. CO32)

β. θεωρεί ότι οι αντιδράσεις οξέων-βάσεων συμβαίνουν μόνο σε υδατικά διαλύματα

όμως, τέτοιες αντιδράσεις μπορούν να συμβούν και σε μη υδατικά διαλύματα

γ. δεν προβλέπει ότι κάποιες ουσίες μπορούν να δρουν άλλοτε ως οξέα και άλλοτε ως βάσεις

13

Page 14: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

οξέα και βάσεις κατά Brønsted και Lowry

Γ. θεωρία οξέων-βάσεων των Brønsted και Lowry

1. το 1923 οι Brønsted και Lowry διατύπωσαν

νέους ορισμούς για τα οξέα και βάσεις

η θεωρία τους κάλυψε τις ελλείψεις της

θεωρίας οξέων-βάσεων του Arrhenius

2. οι ορισμοί που έδωσαν βασίζονται στην

αντίδραση οξέος-βάσης

α. είναι μια αντίδραση μεταφοράς Η+

β. οξύ είναι η ουσία ΗΑ που μεταφέρει το Η+

είναι δότης Η+

γ. βάση είναι η ουσία Β που δέχεται το Η+

είναι δέκτης Η+

14

βάσηοξύ

Brønsted

(1879-1947)

Δανία

Lowry

(1874-1936)

Μ. Βρετανία

Page 15: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

οξέα Brønsted-Lowry

3. τα οξέα Brønsted-Lowry έχουν ένα όξινο άτομο Η

είναι ένα άτομο Η του οποίου ο πυρήνας (Η+) μεταφέρεται σε μια βάση

4. το HCl στο Η2Ο είναι οξύ Brønsted-Lowry

δίνει ένα Η+ (έχει όξινο Η) σε ένα γειτονικό Η2Ο

HCl(aq) + H2O(l) Cl–(aq) + H3O+(aq)

i. το HCl αποπρωτονιώνεται

ii. το Η2Ο είναι δέκτης Η+ (βάση)

15

βάσηοξύ

Page 16: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

βάσεις Brønsted-Lowry

5. οι βάσεις Brønsted-Lowry έχουν άτομο με μονήρες ζεύγος ηλεκτρονίων

χρησιμοποιείται για τη δημιουργία δεσμού με το Η+ που λαμβάνουν από το οξύ

6. η ΝΗ3 στο Η2Ο είναι βάση Brønsted-Lowry

το μονήρες ζεύγος του Ν έλκει και αποσπά ένα Η+ από ένα γειτονικό Η2Ο

ΝΗ3(aq) + H2O(l) ΝΗ4+(aq) + OH(aq)

i. το Η2Ο είναι δότης Η+ (οξύ)

ii. η NH3 πρωτονιώνεται

iii. μεταξύ του ζεύγους ηλεκτρονίων ΝΗ3 και του Η+ σχηματίζεται πολικός ομοιοπολικός δεσμός

16

βάση οξύ

Page 17: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Να προσδιοριστεί αν οι παρακάτω ουσίες είναι οξέα ή βάσεις Brønsted-Lowry.

17

HNO3 είναι οξύ διότι περιέχει ένα όξινο άτομο Η

C6H6 δεν είναι ούτε οξύ ούτε βάση

CH3CH3CO2H είναι οξύ διότι περιέχει ένα όξινο άτομο Η

(CH3CH2)3Nείναι βάση, διότι περιέχει άτομο N με ασύζευκτο ζεύγος

ηλεκτρονίων όπου μπορεί να συνδεθεί ένα Η+

KCl δεν είναι ούτε οξύ ούτε βάση

HClO είναι οξύ διότι περιέχει ένα όξινο άτομο Η

HF είναι οξύ διότι περιέχει ένα όξινο άτομο Η

Ca(OH)2

είναι βάση διότι περιέχει ΟΗ με άτομο Ο με ασύζευκτο

ζεύγος ηλεκτρονίων όπου μπορεί να συνδεθεί ένα Η+

Page 18: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ισχυρά οξέα

7. τα οξέα και βάσεις στο Η2Ο δεν δίνουν/δέχονται Η+ με την ίδια ευκολία

ανάλογα με την τάση τους, διακρίνονται σε ισχυρά και ασθενή

18

8. το HCl είναι ισχυρό οξύ:

α. όλα τα μόρια HCl μεταφέρουν Η+ σε μόρια

Η2Ο και τα πρωτονιώνουν

HCl(aq) + H2O(l) Cl–(aq) + H3O+(aq)

περιγράφεται ως μονόδρομη αντίδραση

ιοντίζεται πλήρως

στο διάλυμα υπάρχουν μόνο Η3Ο+ και Cl

β. άλλα ισχυρά οξέα είναι:

HClO4, H2SO4, HI, HBr και HNO3

HCl H2SO4

Page 19: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ασθενή οξέα

9. το HF είναι ασθενές οξύ

α. ένα μικρό μέρος των μορίων HF μεταφέρει το

Η+ του σε μόρια Η2Ο (αποπρωτονιώνεται)

HF(aq) + H2O(l) F–(aq) + H3O+(aq)

περιγράφεται ως αμφίδρομη αντίδραση ()

ιοντίζεται μερικώς (<1%)

στο διάλυμα υπάρχουν σε ισορροπία κυρίως

HF και μικρές ποσότητες Η3Ο+ και F

β. άλλα ασθενή οξέα είναι:

HCN, HNO2, HClO, η φαινόλη και τα καρβοξυλικά οξέα

19

CH3COOH

οξικό οξύφαινόλη

Page 20: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ισχυρές βάσεις

10. το NaOH είναι ισχυρή βάση:

α. όλη η ποσότητά του διαλύεται στο Η2Ο και παράγει OH τα οποία αποσπούν Η+ από μόρια Η2Ο και τα αποπρωτονιώνουν

ΟΗ(aq) + Η2Ο(l) Η2Ο(aq) + OH(aq)

περιγράφεται ως μονόδρομη αντίδραση

διίσταται πλήρως (100%) και δίνει μεγάλη ποσότητα ΟΗ

στο διάλυμα υπάρχουν μόνο Na+ και OH

γ. άλλες ισχυρές βάσεις είναι:

τα διαλυτά υδροξείδια μετάλλων 1ης και 2ης

ομάδας: LiH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Sr(OH)2, Ba(OH)2 και Ra(OH)2

τα υδροξείδια πάνω μετάλλων 2ης ομάδας Mg(OH)2, Ca(OH)2, και το Al(OH)3 (της 3η

ομάδας) δεν διαλύονται πλήρως ή είναι αδιάλυτα στο Η2Ο, δεν παράγουν μεγάλη ποσότητα OH και θεωρούνται ασθενείς βάσεις

20

Page 21: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ΝΗ3

αμμωνία(CH3)2NH

διμεθυλαμίνη

NH2OH

υδροξυλαμίνηπυριδίνη

ασθενείς βάσεις

11. η ΝΗ3 είναι ασθενής βάση:

α. ένα μικρό μέρος των μορίων NH3 δέχεται Η+ από

μόρια Η2Ο και πρωτονιώνονται

ΝΗ3(aq) + H2O(l) ΟΗ–(aq) + ΝΗ4+(aq)

περιγράφεται ως αμφίδρομη αντίδραση ()

ιοντίζεται μερικώς (<1%)

στο διάλυμα υπάρχουν σε δυναμική ισορροπία

κυρίως NH3 και μικρές ποσότητες NH4+ και OH

β. άλλες ασθενείς βάσεις είναι:

CO32

αμίνες: παράγωγα της ΝΗ3 όπου τα Η αντικαθίστανται

από ομάδες R

21

Page 22: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ιδιότητες οξέων

12. κάποια παραδείγματα ισχυρών και ασθενών οξέων περιλαμβάνουν:

22

ονομασία χημικός τύπος ισχύς

νιτρικό οξύ HNO3 ισχυρό

θειικό οξύ H2SO4 ισχυρό

υδροχλωρικό οξύ HCl ισχυρό

φωσφορικό οξύ H3PO4 μέτρια ισχυρό

οξικό οξύ CH3COOH ασθενές

υδροφθορικό οξύ HF ασθενές

ανθρακικό οξύ H2CO3 ασθενές

βορικό οξύ H3BO3 ασθενές

Page 23: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ιδιότητες βάσεων

13. κάποια παραδείγματα ισχυρών και ασθενών βάσεων περιλαμβάνουν:

23

ονομασία χημικός τύπος ισχύς

υδροξείδιο του νατρίου NaOH ισχυρή

υδροξείδιο του καλίου KOH ισχυρή

υδροξείδιο του ασβεστίου Ca(OH)2 ισχυρή

υδρογονανθρακικό νάτριο NaHCO3 ασθενής

υδροξείδιο του μαγνησίου Mg(OH)2 ασθενής

υδροξείδιο του αμμωνίου

ή αμμωνία

NH4OH

ή NH3(aq)ασθενής

Page 24: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Να προσδιοριστεί αν οι παρακάτω ενώσεις είναι ισχυρά/ασθενή οξέα ή βάσεις στο

Η2Ο και να δοθούν οι χημικές εξισώσεις του ιοντισμού ή της διάστασής τους.

24

LiΟΗ ισχυρή βάση LiOH(aq) Li+(aq) + OH(aq)

CH3COOH ασθενές οξύ CH3COOH(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + CH3COO(aq)

HBr ισχυρό οξύ HBr(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Br(aq)

HNO2 ασθενές οξύ HNO2(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + NO2

(aq)

Ca(OH)2 ισχυρή βάση Ca(OH)2(aq) Ca2+(aq) + 2OH(aq)

(CH3)2NH ασθενής βάση (CH3)2NH(aq) + H2O(l) (CH3)2NH+(aq) + OH(aq)

Page 25: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

συζυγή ζεύγη οξέων/βάσεων

14. στα ασθενη οξέα και βάσεις η μεταφορά Η+ είναι αντιστρεπτή, κι επομένως τα

προϊόντα μπορούν επίσης να δρουν ως οξέα και βάσεις

π.χ.

25

βάση οξύ

- στην προς τα αριστερά αντίδραση, το

NH4+ δρα ως οξύ (δίνει Η+ στο ΟΗ–)

το ΝΗ4+ διαφέρει από την ΝΗ3 (βάση)

κατά 1 Η+ και είναι το συζυγές οξύ της

- στην προς τα αριστερά αντίδραση, το ΟΗ–

δρα ως βάση (δέχεται Η+ από το ΝΗ4+)

το ΟΗ– διαφέρει από το Η2Ο (οξύ) κατά 1

Η+ και είναι η συζυγής βάση του

- τα ΝΗ4+/ΝΗ3 και Η2Ο/ΟΗ ονομάζονται

συζυγή ζεύγη οξέων/βάσεων

οξύ βάση

Page 26: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

συζυγή ζεύγη οξέων/βάσεων

15. στις παρακάτω αντιδράσεις μεταφοράς Η+ :

α. το αρχικό οξύ μετατρέπεται στη συζυγή του βάση

β. η αρχική βάση μετατρέπεται στο συζυγές οξύ της

26

HF + HCO3–

F + H2CO3

βάση συζυγές οξύοξύ συζυγής βάση

το HCO3 δέχεται Η+ και γίνεται Η2CO3

HCΟΟΗ + H2O HCO2– + H3O

+

βάση συζυγές οξύοξύ συζυγής βάση

το HCOOH δίνει Η+ και γίνεται HCO2–

Page 27: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Nα γραφούν οι χημικοί τύποι των συζυγών οξέων και βάσεων των παρακάτω

χημικών ειδών.

27

συζυγές οξύ συζυγής βάση

H2O H3O+ ΟΗ−

NH3 NH4+ NH2

CO32− HCO3

− δεν έχει συζυγή βάση

(το CO32− δεν είναι οξύ)

H2PO4− H3PO4 HPO4

2−

Ο2− ΟΗ− δεν έχει συζυγή βάση

(το Ο2− δεν είναι οξύ)

Page 28: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

αμφιπρωτικές ουσίες

16. κάποιες ουσίες μπορούν να δρουν είτε ως οξέα είτε ως βάσεις σε αντιδράσεις

μεταφοράς Η+, ανάλογα με το άλλο αντιδρών

α. οι ουσίες αυτές ονομάζονται αμφιπρωτικές

β. έχουν ένα όξινο άτομο Η και ένα ασύζευκτο ζεύγος ηλεκτρονίων

γ. το Η2Ο είναι αμφιπρωτικό

i. με την ΝΗ3 δρα ως οξύ

ΝΗ3(aq) + Η2Ο(l) NH4+(aq) + OH(aq)

ii. με το CH3COOH δρα ως βάση

CΗ3COOH(aq) + Η2Ο(l) CH3COO(aq) + H3O+(aq)

δ. επίσης, το HCO3 είναι αμφιπρωτικό

i. δρα ως οξύ: HCO3(aq) + OH(aq) CO3

2(aq) + H2O(l)

ii. δρα ως βάση: HCO3(aq) + HF(aq) H2CO3(aq) + F(aq)

28

βάσηοξύ

βάση οξύ

Page 29: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

αντιδράσεις οξέος-βάσης σε άλλους διαλύτες

14. οι ορισμοί οξέων-βάσεων των Brønsted-Lowry εφαρμόζονται και σε μη υδατικά

διαλύματα ή την αέρια φάση

α. όταν το CH3COOH διαλυθεί σε υγρή ΝΗ3, συμβαίνει μεταφορά Η+ και

αποκαθίσταται η ισορροπία

CH3COOH(am) + NH3(l) CH3CO2–(am) + NH4

+(am)

ο δείκτης «am» σημαίνει διαλυμένο σε υγρή αμμωνία

β. στην αέρια φάση (απουσία διαλύτη) τα HCl και NH3 δίνουν αντίδραση μεταφοράς

Η+ και παράγουν στερεό NH4Cl

HCl(g) + NH3(g) NH4Cl(s)

29

Page 30: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

θεωρίες οξέων-βάσεων των Arrhenius και Brønsted-

Lowry

15. η θεωρία οξέων-βάσεων των Brønsted-Lowry είναι πιο ευρεία από την αντίστοιχη

θεωρία του Arrhenius διότι περιλαμβάνει τα παρακάτω:

α. οι αντιδράσεις οξέων-βάσεων δεν περιορίζονται σε υδατικά διαλύματα

β. μια βάση είναι ένα χημικό είδος που δέχεται Η+

το OHείναι μόνο μία από τις διάφορες βάσεις που μπορούν να υπάρχουν

γ. ως οξέα και βάσεις μπορούν να δρουν τόσο μοριακές ουσίες όσο και ιόντα

δ. κάποια χημικά είδη μπορούν να δρουν είτε ως οξέα είτε ως βάσεις, ανάλογα με

το άλλο αντιδρών

30

Page 31: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετική ισχύς οξέων και βάσεων

μοριακή δομή και ισχύς οξέων

σχετική ισχύς οξέων και βάσεων31

Page 32: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετική ισχύς οξέων

ΙΙ. σχετική ισχύς οξέων και βάσεων

Α. σχετική ισχύς οξέων και βάσεων

1. πολλές φορές ενδιαφερόμαστε για το αν ένα οξύ είναι πιο ισχυρό από ένα άλλο

γι’ αυτό, προσπαθούμε να κατατάξουμε τα οξέα σε μια σειρά ως προς την ισχύ τους

2. για να εκτιμήσουμε τη σχετική ισχύ δύο οξέων, αρκεί να προσδιορίσουμε ποιο από

τα δύο δίνει πιο εύκολα ένα όξινο Η του σε μια αντίδραση μεταφοράς Η+

π.χ. σύγκριση των οξέων HCl(aq) και H3O+(aq)

i. το HCl(aq) είναι ισχυρό οξύ και ιοντίζεται πλήρως το Η2Ο

η αντίδραση είναι μονόδρομη προς τα δεξιά

ii. αν υποθέσουμε ότι η αντίστροφη αντίδραση συμβαίνει σε πολύ μικρό βαθμό

το HCl δίνει Η+ πιο εύκολα από ότι το Η3Ο+

iii. επομένως, η σχετική ισχύς οξέων είναι ΗCl(aq) > H3Ο+(aq)

32

2 3HCl(aq) + H O(l) H O (aq) + Cl (aq)

2 3HCl(aq) + H O(l) H O (aq) + Cl (aq)

Page 33: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετική ισχύς οξέων

3. από τις συγκρίσεις διαφόρων ζευγών οξέων κατασκευάζεται ένας πίνακας σχετικής ισχύος οξεων

33

ισχυρό οξύ

ασθενές οξύ

Page 34: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετική ισχύς βάσεων

4. με ανάλογο τρόπο, για να εκτιμήσουμε τη σχετική ισχύ δύο βάσεων, αρκεί να προσδιορίσουμε ποια από τις δύο δέχεται πιο εύκολα ένα Η σε μια αντίδραση μεταφοράς Η+

π.χ. σύγκριση των βάσεων Cl(aq) και Η2Ο(l)

i. το HCl(aq) είναι ισχυρό οξύ και ιοντίζεται πλήρως το Η2Ο

η αντίδραση είναι μονόδρομη προς τα δεξιά

ii. αν υποθέσουμε ότι η αντίστροφη αντίδραση συμβαίνει σε πολύ μικρό βαθμό

το H2O δέχεται Η+ πιο εύκολα από ότι το Cl

iii. επομένως, η σχετική ισχύς βάσεων είναι Η2O(aq) > Cl(aq)

34

2 3HCl(aq) + H O(l) H O (aq) + Cl (aq)

2 3HCl(aq) + H O(l) H O (aq) + Cl (aq)

Page 35: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετική ισχύς βάσεων

5. από τις συγκρίσεις διαφόρων ζευγών βάσεων κατασκευάζεται ένας πίνακας σχετικής ισχύος βάσεων

35

ισχυρή βάση

ασθενής βάση

Page 36: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετική ισχύς οξέων και βάσεων

6. συνδυάζοντας τους δύο παραπάνω πίνακες, προκύπτει ένας ενιαίος πίνακας σχετικής ισχύος συζυγών ζευγών οξέων-βάσεων

36

Page 37: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετική ισχύς οξέων και βάσεων

7. από τον πίνακα αυτό προκύπτει ότι:

α. τα ισχυρότερα οξέα έχουν τις ασθενέστερες συζυγείς βάσεις

όταν ένα οξύ είναι πολύ ισχυρό (δίνει πολύ εύκολα Η+), η συζυγής του βάση είναι ασθενής (δεν συγκρατεί ισχυρά το Η+)

π.χ. το HCl είναι ισχυρό οξύ και το Cl

είναι ασθενής βάση

β. οι ισχυρότερες βάσεις έχουν τα

ασθενέστερα συζυγή οξέα

όταν μια βάση είναι ισχυρή (δεσμεύει

ισχυρά το Η+), το συζυγές οξύ της είναι

ασθενές (δεν δίνει εύκολα Η+)

π.χ. το CH3CO2 είναι ισχυρή βάση και

το CH3COOH είναι ασθενές οξύ

37

Page 38: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετική ισχύς οξέων και βάσεων

γ. η ισορροπία μιας αντίδρασης οξέος-βάσης είναι πάντα μετατοπισμένη προς το

ασθενέστερο οξύ και την ασθενέστερη βάση

π.χ.

38

2 3HCl(aq) + H O(l) H O (aq) + Cl (aq)

ασθενέστερα

βάσηοξύβάσηοξύ

2 3H O( aq) + HF(aq) F (aq) + H O (aq)

ασθενέστερα

βάσηοξύ βάση οξύ

Page 39: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Να βρεθεί αν η ισορροπία της αντίδρασης

SO42(aq) + HCN(aq) HSO4

(aq) + CN(aq)

είναι μετατοπισμένη προς τα αντιδρώντα ή τα προϊόντα;

39

προσδιορίζουμε τα

συζυγή ζεύγη οξέων και

βάσεων

είναι μια αντίδραση μεταφοράς Η+ (οξέος-βάσης)

- στα αντιδρώντα, οξύ είναι το HCN και βάση είναι το SO42

- στα προϊόντα, οξύ είναι το HSO4 και βάση είναι το CN

συγκρίνουμε τις σχετικές

οξύτητες των οξέων στα

αντιδρώντα και προϊόντα

(από τον πίνακα)

το HSO4 είναι πιο ισχυρό οξύ από το HCN

αποφασίζουμε για τη

θέση ισορροπίας

η ισορροπία είναι προς το ασθενέστερο οξύ

- είναι μετατοπισμένη προς τα αριστερά

SO42(aq) + HCN(aq) HSO4

(aq) + CN(aq)

2

4 4SO (aq) HCN(aq) HSO (aq) CN (aq)

ασθενέστερα

βάσηοξύβάση οξύ

Page 40: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ισχύς οξέων

Β. μοριακή δομή και ισχύς οξέων

1. γενικά, είναι δύσκολο να γίνουν προβλέψεις για τις σχετικές οξύτητες διαφόρων

οξέων

2. αυτό οφείλεται στο ότι η ισχύς ενός οξέος επηρεάζεται από διάφορους

παράγοντες:

α. τα χαρακτηριστικά της δομής του οξέος

π.χ. το είδος ατόμων που περιέχει

β. το είδος του διαλύτη όπου βρίσκεται το οξύ

ο διαλύτης επηρεάζει τη δράση των οξέων

γ. ελεύθερη ενέργεια και εντροπία του συστήματος

δεν είναι εύκολο να προσδιοριστούν

40

Page 41: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ισχύς οξέων

3. όμως, μπορούμε να κάνουμε συγκρίσεις ισχύος μεταξύ οξέων που:

- έχουν παρόμοιες χημικές δομές

- είναι στον ίδιο διαλύτη (το Η2Ο)

4. για να εκτιμήσουμε τη σχετική οξύτητα μιας σειράς παρόμοιων οξέων ΗΑ στο Η2Ο, προσδιορίζουμε σε ποιο οξύ αποσπάται πιο εύκολα το Η+ από το δεσμό ΗΑ

ένα όξινο Η αποσπάται εύκολα από ένα οξύ ΗΑ όταν έχει μεγάλο δ+

τότε, αυτό αναπτύσσει ισχυρή αλληλεπίδραση με το δ- των μονήρων ζευγών του Η2Ο (βάση)

έτσι, το Η διασπάται από το δεσμό ΗΑ ως Η+ και σχηματίζεται το ΗΟΗ2+

41

Page 42: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

δ+ δδ+

δ

δ+ HF

H2O

σχετικές οξύτητες δυαδικών οξέων

5. για τα δυαδικά οξέα με στοιχεία Υ της ίδιας περιόδου του περιοδικού πίνακα, η σχετική ισχύς τους αυξάνεται προς τα δεξιά στην ίδια περίοδο

42

α. π.χ. το HF είναι ισχυρότερο οξύ από το Η2Ο

β. αυτό οφείλεται στο ότι ο δεσμός HF είναι πιο

πολωμένος από τους δεσμούς HΟ στο Η2Ο

το F έχει μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα από το Ο και

έλκει πιο ισχυρά ηλεκτρονιακή πυκνότητα προς το

μέρος του, δημιουργώντας μεγαλύτερο δ+ στο Η

στα διαγράμματα ηλεκτροστατικού δυναμικού

φαίνεται το μεγαλύτερο δ+ του Η στο HΙ με

έντονο μπλε

έτσι, στο HF το Η+ αποσπάται εύκολα

σε ένα οξύ ΗΥ, όσο πιο μεγάλης ηλεκτραρνητικότητας

είναι το Υ, τόσο πιο πολωμένος είναι ο δεσμός (δ+)ΗΥ(δ-) και τόσο πιο ισχυρό είναι το οξύ

αύξηση ηλεκτραρνητικότητας Υ

αύξηση οξύτητας ΗΥ

Page 43: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετικές οξύτητες δυαδικών οξέων

6. για τα δυαδικά οξέα με στοιχεία Υ της ίδιας ομάδας του περιοδικού πίνακα, η σχετική ισχύς τους αυξάνεται προς τα κάτω στην ίδια ομάδα

43

α. π.χ. το HΙ είναι ισχυρότερο οξύ από το ΗF

β. αυτό οφείλεται στο ότι ο δεσμός HI είναι πιο ασθενής

από το δεσμό HF

το Ι έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα από το F γεγονός

που οδηγεί σε μεγαλύτερου μήκους και ασθενέστερο

δεσμό HΙ

σε ένα οξύ HY, όσο πιο μεγάλο είναι το μέγεθος του

Υ, τόσο πιο ασθενής είναι ο δεσμός ΗΥ και τόσο

πιο ισχυρό είναι το οξύ

ελά

ττω

ση ισ

χύο

ς δ

εσμ

ού HΥ

αύξη

ση ο

ξύτη

τας H

Υ

HF HI

Page 44: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετικές οξύτητες οξοοξέων

7. για τα οξοοξέα του τύπου Η-Ο-Υ με στοιχεία Υ της ίδιας ομάδας του περιοδικού πίνακα, η σχετική ισχύς τους αυξάνεται προς τα πάνω στην ίδια ομάδα

α. π.χ. το HClO είναι ισχυρότερο οξύ από

το ΗBrO

β. αυτό οφείλεται στο ότι ο δεσμός HΟ

στο HClO είναι πιο πολωμένος από ότι

στο HBrO

το Cl έχει μεγαλύτερη

ηλεκτραρνητικότητα από το Br και

έλκει πιο ισχυρά ηλεκτρονιακή

πυκνότητα προς το μέρος του

δημιουργώντας μεγαλύτερο δ+ στο Η

σε ένα οξύ HYO, όσο πιο μεγάλη είναι

η ηλεκτραρνητικότητα του Υ, τόσο

πιο πολύ πολώνεται ο δεσμός (δ+)ΗΟ(δ-) και τόσο πιο ισχυρό είναι

το οξύ

44

αύξη

ση η

λεκ

τρα

ρνητι

κότη

τας

Υ

αύξη

ση ο

ξύτη

τας

ΗΟCl

ΗOBr

ΗOI

δ+

δ

δ+

δ

Page 45: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχετικές οξύτητες οξοοξέων

8. για τα οξοοξέα του τύπου Η-Ο-ΥOn με n = 0, 1, 2 η σχετική ισχύς τους αυξάνεται με την αύξηση του n

α. π.χ. το HClO4 είναι ισχυρότερο οξύ

από το ΗClO

β. αυτό οφείλεται στο ότι ο δεσμός HΟ

στο HClO4 είναι πιο πολωμένος από

ότι στο HClO

τα μεγάλης ηλεκτραρνητικότητας 3

άτομα Ο έλκουν πιο ισχυρά

ηλεκτρονιακή πυκνότητα προς το

μέρος τους από ότι 1 άτομο Ο,

δημιουργώντας μεγαλύτερο δ+ στο Η

σε ένα οξύ οξύ ΗΟYOn, όσο

περισσότερα είναι τα άτομα Ο,

τόσο πιο πολύ πολώνεται ο δεσμός (δ+)ΗΟ(δ-) και τόσο πιο ισχυρό είναι

το οξύ

45

αύξη

ση

ατό

μω

ν O

αύξη

ση

οξύ

τητα

ς

ΗΟCl

ΗClO3

ΗClO2

ΗClO4

δ

δ+

δ

δ+

δ

Page 46: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

καρβοξυλικά οξέα

9. τα περισσότερα οξοοξέα είναι ισχυρότερα από τα συνήθη καρβοξυλικά οξέα

46

δ+

δ+

α. π.χ. το H2SO4 είναι ισχυρότερο οξύ από το

CH3COOH

β. αυτό οφείλεται στο ότι ο δεσμός HΟ στο

H2SO4 είναι πιο πολωμένος από ότι στο

CH3COOH

τα μεγάλης ηλεκτραρνητικότητας 4 άτομα Ο

και 1 άτομο S έλκουν πιο ισχυρά

ηλεκτρονιακή πυκνότητα προς το μέρος

τους από ότι 1 άτομο C, δημιουργώντας

μεγαλύτερο δ+ στο Η

έτσι, επιτρέπεται η ευκολότερη απόσπαση

του Η+

Page 47: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Ποιο είναι το ισχυρότερο οξύ για καθένα από τα ακόλουθα ζεύγη και γιατί;

47

ΝΗ3 και PH3 η PH3 είναι ισχυρότερο οξύ από την ΝΗ3

- ο P έχει μεγαλύτερο μέγεθος από το Ν (ίδια ομάδα του ΠΠ)

- ο δεσμός P-Η είναι μεγαλύτερου μήκους και ασθενέστερος από το

δεσμό Ν-Η

- αποσπάται ευκολότερα ένα Η από το PH3

HI και H2Te το ΗΙ είναι ισχυρότερο οξύ από το Η2Te

- τo I έχει μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα από το Te (ίδια περίοδος του

ΠΠ)

- στο ΗΙ ο δεσμός Ι-Η είναι πιο πολωμένος από το δεσμό Te-Η

- αποσπάται ευκολότερα ένα Η από το HI

H3AsO4 και H3AsO3 το H3AsO4 είναι ισχυρότερο οξύ από το H3AsO3

- τo H3AsO4 έχει περισσότερα άτομα Ο από ότι το H3AsO3

- στο H3AsO4 ο δεσμός Ο-Η με το όξινο Η είναι πιο πολωμένος από ότι

στο H3AsO3

- αποσπάται ευκολότερα ένα Η από το H3AsO4

HSO4 και HSeO4

το HSO4 είναι ισχυρότερο οξύ από το HSeO4

- το S έχει μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα από το Se (ίδια ομάδα του

ΠΠ)

- στο HSO4 ο δεσμός O-Η είναι πιο πολωμένος από ότι στο HSeO4

- αποσπάται ευκολότερα ένα Η από το HSO4

Page 48: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

αυτοϊοντισμός του Η2Ο

η κλίμακα του pH

υπολογισμός του pH υδατικών διαλυμάτων

ισχυρών οξέων και βάσεων

αυτοϊοντισμός του Η2Ο και το pH

διαλυμάτων48

Page 49: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

αυτοϊοντισμός του Η2Ο

ΙΙΙ. αυτοϊοντισμός του Η2Ο και το pH διαλυμάτων

Α. αυτοϊοντισμός του Η2Ο

1. το Η2Ο μπορεί να δρα είτε σαν οξύ είτε σαν βάση, ακόμα και σε καθαρή μορφή

ένα μόριο Η2Ο δρα ως δότης Η+ (οξύ) σε ένα γειτονικό μόριο Η2Ο (βάση)

H2O(l) + Η2Ο(l) H3O+(aq) + OH(aq)

2. η αντίδραση αυτή ονομάζεται αυτοϊοντισμός του Η2Ο

α. συμβαίνει σε πολύ μικρό ποσοστό

μόλις 1 μόριο στα 109 μόρια Η2Ο αυτοϊοντίζεται

β. περιγράφεται ως αμφίδρομη αντίδραση

είναι δυναμική διαδικασία (συμβαίνει συνεχώς και προς τις δύο κατευθύνσεις)

γ. συμβαίνει στο καθαρό Η2Ο και σε όλα τα υδατικά διαλύματα

αποτέλεσμά του είναι η ύπαρξη ιόντων Η3Ο+(aq) και ΟΗ(aq) στο καθαρό Η2Ο

στα ιόντα αυτά οφείλεται η ύπαρξη πολύ μικρής αγωγιμότητας στο καθαρό Η2Ο

49

Page 50: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

η σταθερά του γινομένου ιόντων του Η2Ο Kw

3. η έκταση του αυτοϊοντισμού του Η2Ο μπορεί να εκφραστεί ποσοτικά με τη σταθερά

ισορροπίας Κc που ορίζεται ως

H2O(l) + Η2Ο(l) H3O+(aq) + OH(aq)

α. η [Η2Ο] έχει μεγάλη και σταθερή τιμή

επειδή 1 mol H2O = 18 g H2O τότε

β. η παραπάνω σχέση γίνεται

γ. η σταθερά Kw ονομάζεται σταθερά του γινομένου ιόντων του Η2Ο

στους 25oC, Κw = 1.01014

η τιμή της Kw εξαρτάται από τη θερμοκρασία, π.χ. στους 37oC, Κw = 2.51014

50

3c

2 2

[H O ][OΗ ]Κ =

[H O][H O]

23c c 2 3 w 3

2 2σταθερά

[H O ][OΗ ]Κ = Κ [H O] [H O ][OΗ ] Κ [H O ][OΗ ]

[H O][H O]

22

2

1 mol H O 1000 g55.5 mol L [H O]

18 g H O 1 L

Page 51: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ποσοτική σχέση μεταξύ των [H+] και [OH] στα

διαλύματα

4. στο καθαρό Η2Ο και σε οποιοδήποτε υδατικό

διάλυμα, το γινόμενο [Η3Ο+][OH] έχει πάντα την ίδια

σταθερή τιμή ίση με την Kw

α. αν αυξηθεί η [Η3Ο+], τότε η [ΟΗ] ελαττώνεται

β. αν αυξηθεί η [ΟΗ], τότε η [Η3Ο+] ελαττώνεται

i. σε κάθε περίπτωση, ο αυτοϊοντισμός του Η2Ο

μεταβάλλει αντιστρόφως ανάλογα τις [Η3Ο+] και

[ΟΗ] έτσι ώστε να διατηρηθεί σταθερή η τιμή

του Kw

ii. οι [Η3Ο+] και [ΟΗ] δεν γίνονται ποτέ 0 (μηδέν)

51

Page 52: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ουδέτερα διαλύματα

5. στο καθαρό Η2Ο, τα Η3Ο+ και OH παράγονται σε ίσες ποσότητες

H2O(l) + Η2Ο(l) H3O+(aq) + OH(aq)

α. επομένως ισχύει [Η3Ο+] = [OH]

β. ένα διάλυμα με [Η3Ο+] = [OH] ονομάζεται ουδέτερο

i. αν [H3Ο+] = [OH] = x mol L1 ή Μ τότε στους 25οC

ii. επομένως, στο καθαρό Η2Ο και τα ουδέτερα διαλύματα ισχύει ότι

[H3Ο+] = [OH] = 1.0107 Μ

δηλαδή, οι [H3Ο+] = [OH] έχουν πολύ μικρές τιμές

52

14 7

w 3Κ [H O ][OΗ ] 1.0 10 x x x 1.0 10 M

Page 53: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

όξινα και βασικά διαλύματα

6. σε ένα διάλυμα οξέος, το οξύ δημιουργεί επιπλέον Η3Ο+ και η [Η3Ο

+] αυξάνεται

ένα τέτοιο διάλυμα ονομάζεται όξινο

i. π.χ. αν σε ένα διάλυμα οξέος [H3Ο+] = 1.0103 Μ τότε η [OH] = x Μ είναι

H2O(l) + Η2Ο(l) H3O+(aq) + OH(aq)

ii. δηλαδή, στα όξινα διαλύματα ισχύει ότι [H3Ο+] > [OH]

7. σε ένα διάλυμα βάσης, η βάση δημιουργεί επιπλέον OH και η [OH] αυξάνεται

ένα τέτοιο διάλυμα ονομάζεται βασικό

i. π.χ. αν σε ένα διάλυμα βάσης [OH] = 1.0102 Μ τότε η [Η3Ο+] = x Μ είναι

H2O(l) + Η2Ο(l) H3O+(aq) + OH(aq)

ii. δηλαδή, στα βασικά διαλύματα ισχύει ότι [H3Ο+] < [OH]

53

14 3 11

w 3Κ [H O ][OΗ ] 1.0 10 (1.0 10 ) x x 1.0 10 M

14 2 12

w 3Κ [H O ][OΗ ] 1.0 10 x (1.0 10 ) x 1.0 10 M

Page 54: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ουδέτερα, όξινα και βασικά διαλύματα

8. συμπερασματικά:

α. στα καθαρό Η2Ο και τα ουδέτερα ισχύει [H3O+] = [OH–] = 1×10–7 Μ

β. στα όξινα διαλύματα ισχύει [H3O+] > 1×10–7 Μ > [OH–]

γ. στα βασικά διαλύματα ισχύει [H3O+] < 1×10–7 Μ < [OH–]

54

Page 55: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

δεδομένα:

ζητούμενα:

[H3O+] = 1.5109 M

[OH]

σχέδιο:

σχέσεις:

λύση:

εφόσον [H3O+] < [OH] το διάλυμα είναι βασικό

Να υπολογιστεί η [OH] ενός διαλύματος με [H3O+] = 1.5109 M στους 25οC.

Είναι το διάλυμα είναι όξινο, βασικό ή ουδέτερο;

[H3O+] [OH]

+ ww 3

3

146

9

[H O ][OH ] [OH ][H O ]

1.0 10[OH ] 6.7 10 M

1.5 10

KK

w 3

- [H O ][OH ]K

55

Page 56: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ορισμός του pH ενός διαλύματος

Β. η κλίμακα του pH

1. η οξύτητα ενός διαλύματος εκφράζεται με την [H3O+]

2. όμως, η [H3O+] μπορεί να ποικίλει σε πολλές τάξεις

μεγέθους ανάλογα με το διάλυμα

σε κάποια διαλύματα είναι >1 Μ ενώ σε άλλα είναι <10-14 Μ

3. για λόγους ευκολίας, η [Η3Ο+] ενός διαλύματος εκφράζεται

με την τιμή του pH του

4. το pH ενός διαλύματος είναι ο αρνητικός δεκαδικός

λογάριθμος της [Η3Ο+] του διαλύματος

η ανακάλυψη της κλίμακας του pH οφείλεται στον

Sørensen το 1909

γενικά, το p είναι ο μαθηματικός τελεστής log

επομένως: pΧ = logX

56

Sørensen

(1868-1939)

Σουηδία

3pH= log[H O ]

Page 57: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

υπολογισμοί με pH και σημαντικά ψηφία

5. όταν υπολογίζουμε το pH ενός διαλύματος από την [Η3Ο+] του, προσέχουμε ώστε

τα δεκαδικά ψηφία του pH να είναι ίσα με τα σημαντικά ψηφία της [Η3Ο+] σε

εκθετική μορφή

π.χ. το pH ενός διαλύματος με [H3O+] = 2.9×104 Μ είναι

σε υπολογιστή χειρός, πληκτρολογούμε την [Η3Ο+], πατάμε log και αλλάζουμε το

πρόσημο του αποτελέσματος με το πλήκτρο

6. ανάλογα υπολογίζεται και η [Η3Ο+] ενός διαλύματος από το pH του

π.χ. η [H3O+] ενός διαλύματος με pH = 3.40 είναι

σε υπολογιστή χειρός, πληκτρολογούμε την [H3O+] και πατάμε τα INV (ή shift)

και log ή το 10x

57

4

3pH= log[H O ] log( 12.9 540 ) 3.

pH 3. 4

3

40

3pH= log[H O ] [H O ] 10 410 10 .0 M

Page 58: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

η σημασία της τιμής του pH

7. επειδή το pH ορίζεται με αρνητικό πρόσημο, όσο πιο μικρό είναι το pH, τόσο πιο

μεγάλη είναι η [H3O+]

8. τα περισσότερα διαλύματα που χρησιμοποιούνται στη χημεία έχουν pH 014

α. όταν [H+] = 1 M pH = 0, όταν [OH–] = 1 M pH = 14

β. όμως, μπορεί να είναι pH < 0 (σε πολύ όξινα διαλύματα) ή pH > 14 (σε πολύ

βασικά διαλύματα)

9. επειδή το pΗ είναι log10, μια μεταβολή του pH κατά 1 μονάδα αντιστοιχεί σε

μεταβολή της [Η3Ο+] του διαλύματος κατά ένα παράγοντα του 10

π.χ. όταν το pH ενός διαλύματος μειώνεται κατά από 5 σε 4, η [Η3Ο+] του αυξάνεται

από 1.0105 Μ σε 1.0104 Μ

58

Page 59: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

το pH διαφόρων διαλυμάτων

10. το pH του καθαρού Η2Ο όπου [Η3Ο+] = [ΟΗ] = 1.0107 Μ είναι

α. το pH των ουδέτερων διαλυμάτων όπου [H3O+] = 1×10–7 είναι pH = 7 (ουδέτερο)

β. το pH των όξινων διαλυμάτων όπου [H3O+] > 1×10–7 είναι pH < 7 (όξινο)

γ. το pH των βασικών διαλυμάτων όπου [H3O+] < 1×10–7 είναι pH > 7 (βασικό)

59

7

3pH= log[H O ] log(1.0 10 ) 7.00

/ Μ

Page 60: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Να υπολογιστεί το pH και το pOH ενός διαλύματος με [OH] = 1.3102

M στους 25°C. Είναι το διάλυμα όξινο, βασικό ή ουδέτερο;

δεδομένα:

ζητούμενα:

[OH] = 1.3102 M

pH

σχέδιο:

σχέσεις:

λύση:

14

w 3 3[H O ][OH ] 1.0 10 , pH log[H O ]K

[H3O+][OH] pH

1413

w 3 3 2

13

3

1.0 10[H O ][OH ] [H O ] 7.7 10 M

1.3 10

pH log[H O ] log(7.7 10 ) 12.11

εφόσον pH>7, το διάλυμα είναι βασικό

K

3pH log[H O ] w 3K [H O ][OH ]

Page 61: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Να υπολογιστούν οι [Η3Ο+] και [ΟΗ] ενός διαλύματος που έχει pH = 4.80

στους 25°C.

δεδομένα:

ζητούμενα:

pH

[H+] και [OH], M

σχέδιο:

σχέσεις:

λύση:

14

3 w 3pH log[H O ], [H O ][OH ] 1.0 10K

[H3O+]pH [ΟΗ]

pH 4.80 5

3 3

1410

w 3 5

pH log[H O ] [H O ] 10 10 1.6 10 M

1.0 10[H O ][OH ] [OH ] 6.3 10 M

1.6 10K

pH

3[H O ] 10 w 3K [H O ][OH ]

Page 62: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

ορισμός του pOH ενός διαλύματος

11. για να εκφράσουμε την [ΟΗ] ενός διαλύματος χρησιμοποιούμε το pOH που

ορίζεται ως αρνητικός λογάριθμος (με βάση το 10) της [ΟΗ] του διαλύματος

12. οι υπολογισμοί των pOH και [OH] διαφόρων διαλυμάτων γίνονται όπως για το

pH

α. το pOH ενός διαλύματος με [OH] = 2.9104 M είναι

β. η [OH] ενός διαλύματος με pΟH = 3.40 είναι

62

pOH= log[OH ]

4pOH= log[OH ] log( 12.9 540 ) 3.

4pO . 0H 3 4pOH= log[OH ] [OH ] 10 10 104. 0 M

Page 63: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

σχέση των pH και pOH ενός διαλύματος

13. τα pH και pOH ενός διαλύματος συνδέονται

α. για κάθε υδατικό διάλυμα στους 25°C ισχύει ότι

β. το pH και pOH ενός διαλύματος έχουν συμπληρωματικές τιμές

όταν η μία αυξάνεται, η άλλη ελαττώνεται έτσι ώστε το άθροισμά τους να είναι

σταθερό

63

14

w 3

14

3

3

Κ [H O ][OΗ ] 1.0 10

log([H O ][OΗ ]) log(1.0 10 )

log[H O ] ( log[OΗ ]) 14.00

pH pOH 14.00

Page 64: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

οι κλίμακες των pH και pOH

14. οι κλίμακές του pH και pOH συνδέονται μεταξύ τους

α. ισχύει ότι:

i. το pOH των ουδέτερων διαλυμάτων όπου [OH] = 1×10–7 Μ είναι pΟH = 7

ii. το pOH των όξινων διαλυμάτων όπου [ΟΗ] < 1×10–7 Μ είναι pΟH > 7

iii. το pOH των βασικών διαλυμάτων όπου [OH] > 1×10–7 Μ είναι pΟH < 7

β. όσο πιο μικρό είναι το pOH ενός διαλύματος

α. τόσο πιο μεγάλο είναι το pH του

β. τόσο πιο βασικό είναι το διάλυμα

64

Page 65: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

το pH διαλυμάτων ισχυρών οξέων

το pH διαλυμάτων ισχυρών βάσεων

το pH διαλυμάτων ισχυρών οξέων και

βάσεων65

Page 66: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

το pH διαλυμάτων ισχυρών οξέων

ΙV. το pH διαλυμάτων ισχυρών οξέων και βάσεων

Α. το pH διαλυμάτων ισχυρών οξέων

1. γενικά, σε ένα υδατικό διάλυμα οξέος ΗΑ, η [H3O+] προέρχεται:

α. από τον ιοντισμό του οξέος: ΗΑ + Η2Ο Η3Ο+ + Α–

β. από τον αυτοϊοντισμό του Η2Ο: Η2Ο + H2O H3O+ + OH–

2. για συνήθη διαλύματα ισχυρών οξέων, θεωρούμε προσεγγιστικά ότι η [Η3Ο+]

προέρχεται μόνο από τον ιοντισμό του οξέος

α. η [Η3Ο+] που προκύπτει από το Η2Ο είναι αμελητέα

λαμβάνεται υπόψη στους υπολογισμούς μόνο για πάρα πολύ αραιά διαλύματα

ισχυρών οξέων (< 110-4 M)

β. επομένως, για ένα διάλυμα οξέος ΗΑ α Μ

ισχύει ότι [Η3Ο+] = α Μ

66

ΗΑ + Η2Ο Α + Η3Ο+

αρχικά α Μ - ≈ 0

τελικά - α Μ α Μ

Page 67: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Να υπολογιστεί το pH και το pOH ενός υδατικού διαλύματος HCl 0.10 M στους

25°C.

67

1. γράφουμε τον ιοντισμό του

οξέος στο Η2Ο

2. κατασκευάζουμε ένα πίνακα

συγκεντρώσεων για την

αντίδραση

3. εισάγουμε την αρχική

συγκέντρωση του οξέος και

προσδιορίζουμε την [Η3Ο+] –

θεωρούμε ότι η [H3O+] που

προέρχεται από Η2Ο είναι ≈ 0

4. αντικαθιστούμε την τιμή της

[H3O+] στην έκφραση του pH

και το υπολογίζουμε

5. από το pH υπολογίζουμε το

pOH

+

3

+

3

[H O ] 0.10 M

pH log[H O ] log(0.10) 1.00

pH pOH 14 pOH 14 –1.00 13.00

ΗCl + Η2Ο Cl + Η3Ο+

αρχικά 0.10 - ≈ 0

τελικά - 0.10 0.10

το HCl είναι ισχυρό οξύ και ιοντίζεται πλήρως

Page 68: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Να υπολογιστεί το pH ενός υδατικού διαλύματος ΗBr 0.030 M στους 25°C.

Είναι το διάλυμα όξινο, βασικό ή ουδέτερο;

δεδομένα:

ζητούμενα:

HBr 0.030 M

pH

σχέδιο:

σχέσεις:

λύση:

3pH log[H O ], pH pOH 14

+ 2

3

+ 3

3

[H O ] 0.03 M 0.030 M 3.0 10 M

pH log[H O ] log(3.0 10 ) 2.52

pH pOH 14 pOH 14 – 2.52 11.48

εφόσον pH>7, το διάλυμα είναι βασικό

[H3O+] pH[HBr] pOH

pH pOH 14 3pH log[H O ] 3[HBr] [H O ]

ΗBr + Η2Ο Br + Η3Ο+

αρχικά 0.030 - ≈ 0

τελικά - 0.030 0.030

το HBr είναι ισχυρό οξύ και ιοντίζεται πλήρως

Page 69: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

το pH διαλυμάτων ισχυρών βάσεων

B. το pH διαλυμάτων ισχυρών βάσεων

1. σε ένα υδατικό διάλυμα μιας βάσης, η [ΟΗ] προέρχεται:

α. από τη διάσταση (ή ιοντισμό) της βάσης: Β(ΟΗ)n Bn+ + nOH

β. από τον αυτοϊοντισμό του Η2Ο: H2O + H2O H3O+ + OH–

2. για συνήθη διαλύματα ισχυρών βάσεων, θεωρούμε ότι η [ΟΗ] προέρχεται μόνο

από τον ιοντισμό της βάσης:

α. η [ΟΗ] που προκύπτει από το Η2Ο είναι αμελητέα

λαμβάνεται υπόψη στους υπολογισμούς μόνο για πάρα πολύ αραιά διαλύματα

ισχυρών βάσεων (< 110-4 M)

β. επομένως, για ένα διάλυμα βάσεως Β(ΟΗ)n α Μ

ισχύει ότι [OH] = nα Μ

69

Β(ΟΗ)n Bn+ + nOH

αρχικά α Μ - ≈ 0

τελικά - α nα

Page 70: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Να υπολογιστεί το pH και το pOH ενός υδατικού διαλύματος NaOH 0.10 M

στους 25°C.

70

1. γράφουμε τη διάσταση της

βάσης στο Η2Ο

2. κατασκευάζουμε ένα πίνακα

συγκεντρώσεων για την

διάσταση

3. εισάγουμε την αρχική

συγκέντρωση της βάσης και

προσδιορίζουμε την [ΟΗ]–

θεωρούμε ότι η [ΟΗ] που

προέρχεται από Η2Ο είναι ≈ 0

4. αντικαθιστούμε την τιμή της

[ΟΗ] στην έκφραση του pΟH

και το υπολογίζουμε

5. από το pΟH υπολογίζουμε το

pH

NaOH Na+ + OH

αρχικά 0.10 - ≈ 0

τελικά - 0.10 0.10

[OH ] 0.10 M

pOH log[OH ] log(0.10) 1.00

pH pOH 14 pH 14 –1.00 13.00

η NaOH είναι ισχυρή βάση και διίσταται πλήρως

Page 71: ΕΑ KAI ΒΑΣΕΙΣ˜έματα... · 2017-06-13 · οξέα και βάις καά Brønsted και Lowry Γ. θωρία οξέων -βάων 2ων Brønstedκαι Lowry 1. ο

Να υπολογιστεί το pH ενός υδατικού διαλύματος Ca(OH)2 0.0015 M στους 25oC

και να καθοριστεί αν είναι όξινο, βασικό ή ουδέτερο.

δεδομένα:

ζητούμενα:

Ca(OH)2 0.015 M

pH

σχέδιο:

σχέσεις:

λύση:

3

3

[OH ] 2 0.0015 M 0.0030 M 3.0 10 M

pOH log[OH ] log(3.0 10 ) 2.52

pH pOH 14 pH 14 – 2.52 11.48

εφόσον pH>7, το διάλυμα είναι βασικό

Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH

αρχικά 0.0015 - ≈ 0

τελικά - 0.0015 20.0015

pOH log[OH ], pH pOH 14

pH pOH 14 pOH log[OH ]

[OH] pOH[Ca(OH)2] pH

2[Ca(OH) ] 2[OH ]

η Ca(OH)2 είναι ισχυρή βάση και διίσταται πλήρως