Σύπνη Υεκηθώλ αληηδξάζεσλ

Transcript

1 Σύπνη Υεκηθώλ αληηδξάζεσλ 1. Αληηδξάζεηο θαηαβύζηζεο: Αλάκημε δηαιπκάησλ δύν ηνληηθώλ νπζηώλ θαη ζρεκαηηζκόο ζηεξεάο ηνληηθήο νπζίαο (ίδεκα) 2. Αληηδξάζεηο νμέσλ βάζεσλ: Βάζε θαη νμύ αληηδξνύλ κε κεηαθνξά πξσηνλίνπ κεηαμύ ησλ αληηδξώλησλ 3. Αληηδξάζεηο νμείδσζεο-αλαγσγήο: Εκπεξηέρεηαη κεηαθνξά ειεθηξνλίσλ κεηαμύ ησλ αληηδξώλησλ

2 Αληηδξάζεηο νμέσλ-βάζεσλ Σα νμέα έρνπλ όμηλε γεύζε, ελώ νη βάζεηο είλαη πηθξέο. Σα νμέα θαη νη βάζεηο κεηαβάιινπλ ην ρξώκα νξηζκέλσλ ρξσζηηθώλ πνπ ιέγνληαη δείθηεο, όπσο ην ειηνηξόπην θαη ε θαηλνινθζαιεΐλε. Χπωζηικέρ σπηζιμοποιούμενερ για διάκπιζη όξινων και βαζικών διαλςμάηων μέζω σπωμαηικών αλλαγών Ομύ θαηά Arrhenius είλαη ε νπζία ε νπνία, όηαλ δηαιύεηαη ζε λεξό, απμάλεη ηε ζπγθέληξσζε ησλ ιόντων υδπογόνου, Η + (aq). ΗNO 3 (aq) H 2 O H + (aq) + NO3 (aq) Χςμόρ κόκκινος λάσανος (δείκηηρ οξέων-βάζεων) πποζηίθεηαι ζε όξινα (από απιζηεπά) και βαζικά (δεξιά) διαλύμαηα. Βάζε θαηά Arrhenius είλαη κηα νπζία ε νπνία, όηαλ δηαιύεηαη ζε λεξό, απμάλεη ηε ζπγθέληξσζε ησλ ιόντων υδποξειδίου, ΟΗ (aq). H 2 O NaOH(s) Na+(aq) + OH (aq)

3 Η κνξηαθή έλσζε ακκσλία είλαη βάζε θαηά Arrhenius; Η + NH 3 (aq) + H 2 O ( ) NH 4+ (aq) + OH (aq) βάζε νμύ Ομέα θαη βάζεηο θαηά Brönsted-Lowry Ομύ θαηά Brönsted-Lowry (Β-L), είλαη ην κόξην ή ην ηόλ πνπ δίλεη πξσηόλην ζε κηα αληίδξαζε κεηαθνξάο πξσηνλίνπ. Βάζε είλαη ην κόξην ή ην ηόλ πνπ δέρεηαη ην πξσηόλην ζε κηα αληίδξαζε κεηαθνξάο πξσηνλίνπ. ΗNO 3 (aq) H 2 O H + (aq) + NO 3 (aq) ηελ πξάμε ην Η + (aq) ην ζεσξνύκε Η 3 Ο + (aq) θαη νλνκάδεηαη ιόν υδπονίου ή οξονίου Η + ΗNO 3 (aq) + H 2 O( ) H 3 Ο + (aq) + NO 3 (aq) Πξσηνληνδόηεο = νμύ Πξσηνληνδέθηεο = βάζε

4 Σν ηόλ Η + (πξσηόλην) δελ κπνξεί λα ππάξμεη ειεύζεξν κέζα ζην λεξό. Σν ζεηηθό θνξηίν πνπ θέξεη έιθεηαη από έλα ΗΖ ελόο κνξίνπ λεξνύ θαη ζρεκαηίδεηαη ην ηόλ πδξνλίνπ ή νμνλίνπ, Η 3 Ο + : H + + O H H O H + H H Σν ηόλ πδξνλίνπ, Η 3 Ο +, ζπλδέεηαη κέζσ δεζκώλ πδξνγόλνπ κε έλα κεηαβιεηό αξηζκό κνξίσλ λεξνύ. Σν ηόλ πδξνλίνπ παξνπζηάδεηαη εδώ ζπλδεδεκέλν κέζσ δεζκώλ πδξνγόλνπ κε τπία κόξηα λεξνύ. Η 9 Ο 4 + Σν ζεηηθό θνξηίν πνπ ζεκεηώλεηαη ζην θεληξηθό νμπγόλν είλαη θαηαλεκεκέλν ζε όιν ην ηόλ.

5 Θζρπξά θαη Αζζελή Ομέα θαη βάζεηο Θζρπξό νμύ : ηνληίδεηαη πιήξσο ζε λεξό (ηζρπξόο ειεθηξνιύηεο) Π.ρ. ην πδξνρισξηθό νμύ, ΗCl ΗCl(aq) + Η 2 Ο( ) Η 3 Ο + (aq) + Cl (aq) Άιια ηζρπξά νμέα: ΗClΟ 4, H 2 SO 4, HI, HBr, HCl, HNO 3 Σα πεξηζζόηεξα από ηα ππόινηπα νμέα πνπ ζπλαληνύκε είλαη Αζζελή νμέα: δελ ηνληίδνληαη πιήξσο ζε λεξό (αζζελείο ειεθηξνιύηεο) θαη ζπλππάξρνπλ θαηά κηα αληίζεηε αληίδξαζε (δηπιό βέινο) καδί κε ηα αληίζηνηρα ηόληα. ε ηνληηθή εμίζσζε παξηζηάλνληαη κε ηνπο ηύπνπο ησλ ελώζεσλ. Π.ρ., ε αληίδξαζε ηνπ νμηθνύ νμένο, CH 3 COOH είλαη: CH 3 COOH(aq) + Η 2 Ο( ) CH 3 COO (aq) + Η 3 Ο + (aq)

6 Θζρπξά θαη Αζζελή Ομέα θαη βάζεηο Θζρπξή βάζε: ηνληίδεηαη πιήξσο ζε πδαηηθό δηάιπκα δίλνληαο ΟΗ θαη έλα θαηηόλ (ηζρπξόο ειεθηξνιύηεο). Π.ρ. ην πδξνμείδην ηνπ λαηξίνπ, NaOH: NaOH(s) H 2 O Na+(aq) + OH (aq) Άιιεο ηζρπξέο βάζεηο: LiOH, KOH, Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2 Οη πεξηζζόηεξεο από ηηο ππόινηπεο βάζεηο πνπ ζπλαληνύκε είλαη Αζζελείο βάζεηο: δελ ηνληίδνληαη πιήξσο ζην λεξό (αζζελείο ειεθηξνιύηεο) θαη ζπλππάξρνπλ θαηά κηα αληίζεηε αληίδξαζε καδί κε ηα αληίζηνηρα ηόληα. Π.ρ., ε αληίδξαζε ηεο ακκσλίαο είλαη ΝH 3 (aq) + Η 2 Ο( ) ΝΗ 4+ (aq) + ΟΗ (aq)

7 Αληηδξάζεηο εμνπδεηέξσζεο Αληίδξαζε εμνπδεηέξσζεο: αληίδξαζε ελόο νμένο θαη κηαο βάζεο πνπ θαηαιήγεη ζε κηα ηνληηθή έλσζε θαη πηζαλώο λεξό. Όηαλ κηα βάζε πξνζηίζεηαη ζε δηάιπκα νμένο, ιέκε όηη ην νμύ εμνπδεηεξώλεηαη. Η ηνληηθή έλσζε πνπ πξνθύπηεη σο πξντόλ κηαο αληίδξαζεο εμνπδεηέξσζεο νλνκάδεηαη άιαο. Οη πεξηζζόηεξεο ηνληηθέο ελώζεηο, εθηόο από ηα πδξνμείδηα θαη ηα νμείδηα, είλαη άιαηα, ηα νπνία κπνξνύλ λα ιεθζνύλ από αληηδξάζεηο εμνπδεηέξσζεο, όπσο π.ρ. 2HCl(aq) + Ca(OH) 2 (aq) CaCl 2 (aq) + 2H 2 O( ) νμύ βάζε άιαο

8 Αληηδξάζεηο εμνπδεηέξσζεο Σν ζρεκαηηδόκελν άιαο ζε κηα αληίδξαζε εμνπδεηέξσζεο απαξηίδεηαη από θαηηόληα πνπ ιακβάλνληαη από ηε βάζε θαη αληόληα πνπ ιακβάλνληαη από ην νμύ. ην παξάδεηγκα, ε βάζε είλαη ην Ca(OH) 2 πνπ δηαζέηεη ηα θαηηόληα Ca 2+ θαη ην νμύ είλαη ην HCl πνπ παξέρεη ηα αληόληα Cl. Σν άιαο πεξηέρεη ηόληα Ca 2+ θαη Cl (CaCl 2 ). Η ίδηα αληίδξαζε ππό ηνληηθή κνξθή: 2Η 3 Ο + (aq) + 2Cl (aq) + Ca 2+ (aq) + 2OH (aq) 2Cl (aq) + Ca 2+ (aq) + 4H 2 O( ) Μεηά ηε δηαγξαθή ησλ ιόντων θεατών Cl (aq) θαη Ca 2+ (aq) Η 3 Ο + (aq) + OH (aq) 2H 2 O( ) Αληίδξαζε εμνπδεηέξσζεο είλαη ν ζπλδπαζκόο ηόλησλ πδξνγόλνπ (ή πδξνλίνπ) θαη ηόλησλ πδξνμεηδίνπ πξνο ζρεκαηηζκό κνξίσλ λεξνύ.

9 Αληηδξάζεηο εμνπδεηέξσζεο Εμαίξεζε: H 2 SO 4 (aq) + 2NH 3 (aq) (NH 4 ) 2 SO 4 (aq) Πάιη παξαηεξείηαη ε κεηαθνξά πξσηνλίνπ (ραξαθηεξηζηηθό νμενβαζηθήο αληίδξαζεο) : Η + (aq) + NH 3 (aq) NH 4+ (aq) Πνιππξσηηθό νμύ: παξέρεη δύν ή πεξηζζόηεξα όμηλα πδξνγόλα αλά κόξην, π.ρ. θσζθνξηθό νμύ, H 3 ΡO 4 (ηξηπξσηηθό νμύ), πνπ κε δηαθνξεηηθέο πνζόηεηεο βάζεο δίλεη ζεηξά αιάησλ: H 3 ΡO 4 (aq) + ΝaOH(aq) ΝaΗ 2 ΡO 4 (aq) + H 2 O( ) H 3 ΡO 4 (aq) + 2ΝaOH(aq) Νa 2 ΗΡO 4 (aq) + 2H 2 O( ) H 3 ΡO 4 (aq) + 3ΝaOH(aq) Νa 3 ΡO 4 (aq) + 3H2O( ) Σα ΝaΗ 2 ΡO 4 θαη Νa 2 ΗΡO 4 νλνκάδνληαη όμηλα άιαηα

10 Άζθεζε 4.4 Να γξάςεηε ηελ ηζνζηαζκηζκέλε κνξηαθή εμίζσζε θαη ηελ ηειηθή ηνληηθή εμίζσζε, γηα ηελ εμνπδεηέξσζε πδξνθπαληθνύ νμένο από πδξνμείδην ηνπ ιηζίνπ ζε πδαηηθό δηάιπκα. Άζθεζε 4.5 Να γξάςεηε ηηο κνξηαθέο θαη ηειηθέο ηνληηθέο εμηζώζεηο, γηα ηηο δηαδνρηθέο εμνπδεηεξώζεηο θαζελόο όμηλνπ πδξνγόλνπ ηνπ ζεηηθνύ νμένο κε πδξνμείδην ηνπ θαιίνπ.

11 Αληηδξάζεηο νμέσλ-βάζεσλ ππό ζρεκαηηζκό αεξίνπ Πίλαθαο: Θνληηθέο ελώζεηο πνπ παξάγνπλ έλα αέξην πξντόλ όηαλ αληηδξνύλ κε νμέα Θνληηθή έλσζε Αέξην Παξάδεηγκα Αλζξαθηθό (CO 3 2 ) CO 2 Na 2 CO 3 + 2HCl 2NaCl + H 2 O + CO 2 Θεηώδεο (SO 3 2 ) SO 2 Na 2 SO 3 + 2HCl 2NaCl + H 2 O + SO 2 νπιθίδην (S 2 ) H 2 S Na 2 S + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + H 2 S Επεμεξγαζία νξπθηώλ κε πδξνρισξηθό νμύ θαη «αλαβξαζκόο» ηνπο απνδεηθλύεη ηελ ύπαξμε αλζξαθηθώλ αιάησλ: Νa 2 CO 3 (aq) + 2HCl (aq) 2NaCl(aq) + H 2 CO 3 (aq) ή Νa 2 CO 3 (aq) + 2HCl(aq) 2NaCl(aq) + H 2 O( ) + CO 2 (g) H 2 CO 3 (aq) Καη ε ηειηθή ηνληηθή εμίζσζε (αληαιιαγήο ή κεηάζεζεο) είλαη: CO 3 2 (aq) + 2H + (aq) H 2 Ο( ) + CO 2 (g)

12 Άζθεζε (α) Να γξάςεηε κνξηαθέο θαη ηειηθέο ηνληηθέο εμηζώζεηο γηα θαζεκία από ηηο αθόινπζεο πεξηπηώζεηο (ζε πδαηηθό δηάιπκα), λα ηζνζηαζκίζεηε ηηο αληηδξάζεηο θαη λα επηζεκάλεηε ηηο θάζεηο: α/α ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΜΟΡΙΑΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ a b Nιτρικός άργυρος + ιωδίδιο του νατρίου Νιτρικό οξφ + υδροξείδιο του βαρίου ΤΕΛΙΚΗ ΙΟΝΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ (β) Να ζρνιηάζεηε ελ ζπληνκία ηα γξαθόκελά ζαο (Τπόδεημε: Γξάςηε ηελ πιήξε ηνληηθή εμίζσζε γηα θάζε αληίδξαζε):.