Ионные равновесия в растворах электролитов презентация

1:

2) прочный КАSn , Kнест << 1:

3) высокая ДП; большое сродство
к растворяемому в-ву:

4) высокая ДП; большое сродство к ионам;
K′дис → ∞, Kасс → 0:

Kоб → ∞

тройников, квадруполей и т.д. Гомосопряжение (гомоконъюгация) в растворах кислот
Ионные равновесия с образованием очень слабых электролитов Образование малодиссоциирующих соединений Образование труднорастворимых соединений Образование комплексных соединений
Сочетание нескольких типов ионных равновесий

Специфический тип – кислотно-основные равновесия

Специфический тип – ионные равновесия в гетерогенных системах и на границах раздела фаз

Термодинамическая и концентрационная константы диссоциации

H+ + A-; BOH L B+ + OH-

ХИМИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ – ОБРАЗОВАНИЕ СОЛИ

Ангидрокислота Ангидрооснование Соль
HCl NH3 NH4Cl
SO3 Na2O Na2SO4
As2O5 K2O K2SO4
PtCl4 KCl K2PtCl6

NH3⋅HClO4 → перхлорат аммония
H2O⋅HClO4 → перхлорат гидроксония

HK+A- - ониевые соли

+ HClO4 → СН3СООН2+⋅ClO4− перхлорат ацилония

ТЕОРИИ СОЛЬВОСИСТЕМ

АВТОИОНИЗАЦИЯ

2H2O L H3O+ + OH- 2NH3 L NH4++ NH2-

кислота (в S) + основание (в S) → соль + растворитель S

Кислота Основание Соль
Н2О Н3О+ ОН– Н3О+Сl– NaOH NaCl
C2H5OH C2H5OH2+ C2H5O– C2H5OH2+Cl- NaOC2H5 NaCl
CH3COOH CH3COOH2+ CH3COO– CH3COOH2+ Cl- CH3COONa NaCl
NH3 NH4+ NH2- NH4Cl NaNH2 NaCl

пары электронов (L-основание)

O H O H
O : S + : O : → O : S : O :
O H O H

Br Br
Br : Al + :NC5H5 → Br : Al : NC5H5
Br Br

..

..

..

..

..

..

..

..

..

..

..

..

+ В, В + Н+ → А
АI + ВII L BI + АII
кислота I основание II основание I кислота II
кисл. АI основ. ВII основ. ВI кисл. АII реакция
HCl + NH3 L Cl– + cолеобразование
HCl + H2O L Cl– + H3O+ диссоц. кислоты
H2O + NH3 L OH– + диссоц. основания
H2O + H2O L OH– + H3O+ автоионизация
+ H2O L NH3 + H3O+ гидролиз катиона
H2O + CH3COO– L OH– + CH3COOH гидролиз аниона
HSO4– + OH– L SO42– + H2O нейтрализация

протолитических реакциях (бензол, четырех-хлористый углерод) или проявляют основные свойства (диметилсульфоксид, диметилформ-амид).
Протогенные, или кислые растворители способны отщеплять протон (уксусная, серная кислоты).
Протофильные, или основные растворители способны связывать протон (жидкий аммиак).
Амфотерные растворители проявляют как кислотные, так и основные свойства (вода, спирты).

А

для сопряженной пары KaKb = 1.

AI + BII L BI + AII

константа протолиза

кажущаяся константа протолиза

СН3СОО- + Н3О+

условная константа протолиза

( константа диссоциации кислоты)

L ВН+ + S–

NH3 + H2O L + OH–

lg [Н3О+]

рOН = – lg [ОН–]

ионное произведение воды

рKW = – lg KW = pH + pOH

2Н2О L Н3О+ + ОН–

pKW T, K pKW
______________________________________________________________________________________________
273,15 14,9435 303,15 13,8330
283,15 14,5346 313,15 13,5348
293,15 14,1669 323,15 13,2617
298,15 13,9965 333,15 13,0171

25 °C рKW = 13,997 ≈ 14; pH + pOH = 14

нейтральная среда [H3O+]=[OH−] pH = pOH = 7

кислая среда [H3O+]>[OH−] pH <7 pOH > 7

щелочная среда [H3O+]<[OH−] pH > 7 pOH < 7

если α << 1 то [НА] ≈ c ;

НА + Н2О L Н3О+ + А–

≈ c,

В + Н2О L ВН+ + ОН–

[B] = βBc; [HA] = βAc; [A–] = (1 – βA )c; [BH+] = (1 – βB)c,

если (βA ≈ βB) n 1, то ≈ βAβB

НА + МеА (СН3СООН + CH3COONa)
СН3СООН CH3COO-

(NH3 + NH4Cl)

HA + H2O
OH- + HA = H2O + A-

щелочной р-р H3O+ + B = BH+ + H2O
OH- + BH+ = H2O + B

Пример

В 1 л раствора содержится 1 моль СН3СООН и 1 моль
СН3СООNa. В раствор добавлено 0,9 моль НСl.
Определить изменение рН.

СН3СООNa + НСl = СН3СООН + NaСl
рН = 4,756 + lg0,1 – lg1,9 = 3,478 ΔpH = 1,278

Небуферный раствор:

b

= 10-4; 2 - кислый буферный р-р, КВ = 10-4)

pH

светопоглощение сопряженной кислоты значительно отличается от светопоглощения сопряженного основания.
[Гаммет Л.П. Основы физической органической химии. М.: Мир, 1972. 535 с.]

H3O+ + А–

HIn + H2O L H3O+ + In–

+ InII–

= 8.97

pK2 = 9.73

Интервал Окраска
Индикатор рК перехода, в кислой в щелочной
рН среде среде
_____________________________________________________________

Тимоловый синий 1,51 1,2 – 2,8 красная желтая
Метиловый оранжевый 3,70 3,1 – 4,4 красная желтая
Бромфеноловый синий 3,98 3,0 – 4,6 желтая голубая
Бромкрезоловый красный 5,10 4,2 – 6,3 красная желтая
Бромфеноловый 6,16 5,2 – 6,8 желтая красная
Бромтимоловый синий 7,00 6,0 – 7,6 желтая голубая
Феноловый красный 7,90 6,8 – 8,4 желтая красная
Тимоловый синий 8,9 8,0 – 9,6 желтая голубая

если b → c ΔpH → ∞

если b n c ΔpH → 0

сильной кисоты (cHA = 0,1) сильным основанием

b

(рН = 7 при 298К)

После т. экв.

, (

– b)2 >> 4KW,

= co;

pH > 7,

при coI = coII =0,1 точность титрования 1% достигается, если KII/KI > 104

при coI = coII =0,1 и KII/KI = 103 точность титрования 10%

при KII/KI < 102 кислоты не раститровываются

при титровании в воде точности 0,1% можно достичь, если KHA l 10-6

два индикатора