Περιβαλλοντική Χημεία - Γεωχημεία

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Περιβαλλοντική Χημεία - Γεωχημεία"

Ἑρμογένης Νικολάκος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Περιβαλλοντική Χημεία - Γεωχημεία Διαφάνειεσ 5 ου Μαθήματοσ ακ. Έτοσ Γαλάνη Απ. Αγγελική, Χημικόσ Ph.D. Εργαςτηριακό Διδακτικό Προςωπικό (Ε.ΔΙ.Π.) Χημείασ

2 Να ππνινγηζηεί ην γηλφκελν δηαιπηφηεηαο γηα ην γχςν ζηνπ 25 ν C Γίλνληαη Ca ,8 SO ,0 H 2 O -237,14 CaSO 4.2H 2 O γχςνο -1797,36 ΓG RO = (-552,8) + (-744,0) + (2)(-237,14) (-1797,36) = 26,28kJ mol -1 Άξα logk sp = - ΓG 0 R /5,708 = -26,28/5,708 = -4,60 άξα K sp = 10-4,6 Αγγειηθή Απ. Γαιάλε 02/11/16

3 χκπινθεο ελψζεηο ή ελψζεηο ζχληαμεο ή ελψζεηο έληαμεο ή ζχκπινθα νλνκάδνπκε έλα ζηαζεξφ ζπγθξφηεκα αηφκσλ πνπ απνηειείηαη απφ έλα θεληξηθφ άηνκν ζπλήζσο κεηαιιντφλ πνπ ελψλεηαη κε έλαλ νξηζκέλν αξηζκφ ηφλησλ ή νπδέηεξσλ κνξίσλ, ( ππνθαηαζηάηεο) ν νπνίνο νλνκάδεηαη αξηζκφο ζχληαμεο ή έληαμεο απηνχ.

4 NH 3 NH 3 H 3 N Co NH 3 NH 3 NH 3 3+ Αξηζκφο έληαμεο ή ζχληαμεο θεληξηθνχ αηφκνπ = 6 Φνξηίν = αιγεπξηθφ άζξνηζκα θνξηίσλ ησλ ζπζηαηηθψλ ηνπ: +3(Co) +0(NH 3 ) = +3 Π.ρ. {Fe(CN) 6 } -4 =+2(Fe) +6(-1)(CN) =-4

5 Καηηνληθά :{Co(NH 3 ) 6 } +4 Αληνληθά : {Fe(CN) 6 } -4 Οπδέηεξα : Fe(CO) 5

πξνζθέξεη ην ειεχζεξν δεχγνο ειεθηξνλίσλ ζην θεληξηθφ κεηαιινάηνκν M n+ (νμχ θαηά Lewis)

6 Γηα λα δξάζεη κηα νπζία ζαλ ππνθαηαζηάηεο ζα πξέπεη λα έρεη ηνπιάρηζηνλ έλα ειεχζεξν δεχγνο ειεθηξνλίσλ, (κε δεζκηθφ δεχγνο ειεθηξνλίσλ) Ο ππνθαηαζηάηεο L (βάζε θαηά Lewis) πξνζθέξεη ην ειεχζεξν δεχγνο ειεθηξνλίσλ ζην θεληξηθφ κεηαιινάηνκν M n+ (νμχ θαηά Lewis) Ο δεζκφο πνπ ζρεκαηίδεηαη νλνκάδεηαη νκνηνπνιηθφο δεζκφο ζχληαμεο ή δνηηθφο νκνηνπνιηθφο δεζκφο

7 Μνλνδνληηθνί νλνκάδνληαη νη ππνθαηαζηάηεο πνπ ζπλδένληαη κε ην θεληξηθό κεηαιινάηνκν κε έλα δεζκό ζύληαμεο, (θαηαιακβάλεη κηα ζέζε ζύληαμεο π.ρ. ΝΗ3, Πνιπδνληηθνί όηαλ θαηαιακβάλνπλ πεξηζζόηεξεο από κηα ζέζε ζύληαμεο π.ρ. EDTA, αηζπιέλνδηακίλε, (en)

8 Όηαλ ε ζχληαμε ησλ πνιπδνληηθψλ ππνθαηαζηαηψλ γχξσ απφ ην θεληξηθφ κεηαιινάηνκν νδεγεί ζηε δεκηνπξγία δαθηπιίνπ ην ζχκπινθν νλνκάδεηαη ρειηθφ

10 Θαλάζεο Βαιαβαλίδεο, Αλαπι. Καζεγεηήο - Κωλζηαληίλνο Επζηαζίνπ, Καζεγεηήο Η ρεκηθή έλσζε ηνπ κήλα [Μάξηηνο 2009], Χεκηθά Χξνληθά

11 Θαλάζεο Βαιαβαλίδεο, Αλαπι. Καζεγεηήο - Κωλζηαληίλνο Επζηαζίνπ, Καζεγεηήο Η ρεκηθή έλσζε ηνπ κήλα [Μάξηηνο 2009], Χεκηθά Χξνληθά

12 Ολνκάδεηαη ε αληίδξαζε ηνπ λεξνχ κε έλα ηνπιάρηζηνλ απφ ηα ηφληα θάπνηνπ άιαηνο. Δίλαη δπλαηή κφλν φηαλ ην ηφλ πξνέξρεηαη απφ αζζελέο νμχ ή βάζε

13 Καηά ηε δηάιπζε άιαηνο ζην λεξφ, ειεπζεξψλνληαη ηφληα. Σα ηφληα απηά ζην δηάιπκα πεξηβάιινληαη απφ δίπνια κφξηα λεξνχ θαη εθπδαηψλνληαη. [Α(Η 2 Ο) ρ ] + [Β(Η 2 Ο) y ] - ΑΒ άιαο Οξηζκέλα απφ ηα κφξηα ηνπ λεξνχ κπνξνχλ λα δψζνπλ ζην δηάιπκα Η + θαη ΟΗ - [Α(Η 2 Ο) ρ ] + [Α(Η 2 Ο) ρ-1 ΟΗ] + Η + [Β(Η 2 Ο) y ] - [ΒΗ(Η 2 Ο) y-1 ] + ΟΗ - Πην απιά αλ ηα κφξηα εθπδάησζεο ηνπ λεξνχ παξαιεθζνχλ Α + + Η 2 Ο ΑΟΗ + Η + Β - + Η 2 Ο ΗΒ + ΟΗ -

14 ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ Πνην απφ ηα ηφληα πνπ αθνινπζνχλ πδξνιχνληαη θαη πνηεο νη αληηδξάζεηο πδξφιπζεο ; Na +, CN -, Cl -, NH 4 + Na + Γελ πδξνιχεηαη NaOH ηζρπξφ νμχ CN - HCN αζζελέο νμχ, πδξνιχεηαη CN - + H 2 O HCN + OH - Cl - Γελ πδξνιχεηαη HCl ηζρπξφ νμχ ΝΗ + 4 ΝΗ 3 αζζελήο βάζε Τδξνιχεηαη ΝΗ 4+ + Η 2 Ο ΝΗ 4 ΟΗ + Η +

15 ΒΑΘΜΟ ΤΓΡΟΛΤΗ Βαζκφο πδξφιπζεο ηφληνο θαη άξα θη ελφο άιαηνο, ην θιάζκα mol ηφληνο πνπ έρνπλ ππνζηεί πδξφιπζε είλαη α = mol πνπ πδξνιχνληαη = ρ mol πξηλ ηελ πδξφιπζε C αξρ Υ πγθέληξσζε ηφληνο πνπ πδξνιχζεθε Δμαξηάηαη απφ : - Σελ ζεξκνθξαζία, (φηαλ απμάλεη απμάλεη θαη ν β. πδξ.) - Σελ ζπγθέληξσζε, (φηαλ απμάλεη κεηψλεηαη ν β. πδξ.) - Δπίδξαζε θνηλνχ ηφληνο, ( κεηψλεηαη ν β. πδξ.)

16 Σέζζεξεηο νη πεξηπηψζεηο πδξφιπζεο

17 Ιζρπξφ νμχ κε ηζρπξή βάζε Γελ πδξνιχεηαη θαλέλα ηφλ Π.ρ. ΝaCl ph = 7 ph = -log[h + ], poh = -log[oh - ] ph + poh = 14 γηα 25 o C Όπσο ζα δνχκε αλαιπηηθά ζε επφκελν κάζεκα

18 Αζζελέο νμχ κε ηζρπξή βάζε Τδξνιχεηαη ην αληφλ Π.ρ. CH 3 COONa 1M ph > 7 CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + OH - Κ=[CH 3 COOH] [OH - ] [CH 3 COO - ] [H 2 O] άξα Κ[Η 2 Ο] = [CH 3 COOH][OH - ][H + ] = K w /K a = K h [CH 3 COO - ][H + ] Αλ [CH 3 COOH] [ΟΗ - ] θαη [CH 3 COO - ] C [OH - ] Αλ [ΟΗ - ] <<<<C αλ ν βαζκφο πδξφιπζεο είλαη κηθξφο ζα ηζρχεη Κ h = [ΟΗ - ] 2 / (C-[OH - ] ) [ΟΗ - ] 2 / C άξα [ΟΗ - ] = (CK w /K a ) Καη ζε ζπλδπαζκφ κε ηε ζρέζε ph +poh = 14 βξίζθσ ph = 14-3,12

19 Ιζρπξφ νμχ κε αζζελή βάζε Τδξνιχεηαη ην θαηηφλ Π.ρ. ΝΗ 4 Cl 1Μ NH H 2 O NH 4 OH + H + Κ=[NH 4 OH][H + ] άξα [NH 4+ ][H 2 O] Κ[Η 2 Ο] =[NH 4 OH][H + ][OH - ] = Κ h [NH 4+ ][ΟΗ - ] K h = [NH 4 OH][H + ][OH - ] = K w / K b [NH 4+ ][ΟΗ - ] ph < 7 Όηαλ πδξνιχεηαη ην θαηηφλ K h = K w / K b Αλ [NH 4 OH]=[H + ] θαη [ΝΗ 4+ ]=C αι ηφηε [Η + ] 2 /C αι =Κ h =K w /K b άξα [Η + ] = (K w C αι / K b = 3,12

20 Αζζελέο νμχ κε αζζελή βάζε Τδξνιχνληαη θαη ηα δχν ηφληα Π.ρ. CH 3 COONH 4 1M CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + OH - (1) NH H 2 O NH 4 OH + H + (2) (1)+(2) CH 3 COO - + NH H 2 O CH 3 COOH + OH - + NH 4 OH + H + CH 3 COO - + NH 4+ + H 2 O CH 3 COOH + NH 4 OH

21 K h =[CH 3 COOH][NH 4 OH] = [CH 3 COO - ][NH 4+ ] [CH 3 COOH][NH 4 OH][H + ][OH - ] =K w / K a K b [CH 3 COO - ][H + ][NH 4+ ][OH - ] Όηαλ πδξνιχνληαη θαη ηα δχν ηφληα K h = K w / K a K b Δπίζεο ηζρχεη κφλν γηα ην αληφλ CH 3 COO - K w /K a = K h θαη κφλν γηα ην θαηηφλ ΝΗ 4+ K w /K b = K h

22 Η ηηκή ηνπ ph εμαξηάηαη απφ ηηο ηηκέο K a θαη K b Αλ K a = K b ηφηε ph 7 Αλ K a > K b ηφηε [H + ]>10-7 θαη ph < 7 Αλ K a < K b ηφηε [ΟH - ]>10-7 θαη ph > 7 Με ηελ πξνυπφζεζε πσο νη K a θαη K b δελ δηαθέξνπλ ζεκαληηθά θαη πσο ηα δηαιχκαηα ησλ αιάησλ δελ είλαη πνιχ αξαηά [Η + ] = (Κ ν Κ w /K b ) ph= -log [Η + ]

23 Γξάςηε ηελ έθθξαζε ηζνξξνπίαο γηα ηα πην θάησ ζπζηήκαηα αληηδξάζεσλ (Παξάδεηγκα απφ «Πεξηβαιινληηθή Υεκεία», JORGE G. IBANEZ et al, Παλεπηζηεκηαθέο Δθδφζεηο Κξήηεο, 2016) 1. Γηαιπηφηεηα ηνπ αζβεζηίηε O αζβεζηίηεο, είλαη ζηεξεφ άξα δελ κεηέρεη ζηελ έθθξαζε ηζνξξνπίαο., (Σν γξακκνκνξηαθφ ηνπ θιάζκα ηζνχηαη κε ηε κνλάδα). Η Κ ιέγεηαη γηλφκελν δηαιπηφηεηαο Κsp 2. Γηαιπηνπνίεζε ηνπ γθαηηίηε ζε φμηλν λεξφ

24 3. Γηαιπηνπνίεζε ηεο αηκνζθαηξηθήο ακκσλίαο Αλ αληί γηα ηε γξακκνκνξηαθή ζπγθέληξσζε ηεο ααέξηαο ακκσλίαο, ρξεζηκνπνηεζεί ε κεξηθή ηεο πίεζε (p NH ), ε έθθξαζε νλνκάδεηαη ζηαζεξά ηνπ Henry, 3 (δηαθάλεηα 13, 4 ν pdf, αθ. Έηνπο 16-17) 4. Αληίδξαζε αλάκεζα ζε κεηαιιηθφ ηφλ, (δέθηε δεχγνπο ειεθηξνλίσλ, νμχ θαηά Lewis) θαη κηα βάζε θαηά Lewis, (δφηε δεχγνπο ειεθηξνλίσλ), (π.ρ. ζρεκαηηζκφ ζπκπιφθνπ) ηαζεξά ζρεκαηηζκνχ ζπκπιφθνπ Κ f Αγγειηθή Απ. Γαιάλε 02/11/16 ηαζεξά δηάζηαζεο ζπκπιφθνπ K d K d = 1/K f

25 5. Απηνδηάζηαζε ή απηντνληζκφο ηνπ λεξνχ ηαζεξά δηάζηαζεο ηνπ λεξνχ K w ηνπο 25 ν C έρεη ηηκή ίζε κε 10-14

26 Άιια παξαδείγκαηα εθθξάζεσλ ηζνξξνπίαο ζε ζπζηήκαηα αληηδξάζεσλ 1. Γηάζηαζε νμηθνχ νμένο ζην λεξφ ή θαηά ζχκβαζε ηαζεξά δηάζηαζεο νμένο Κ a 2. Γηάζηαζε ηεο ακκσλίαο ζην λεξφ Ολνκάδεηαη ζηαζεξά δηάζηαζεο βάζεσο Κ b

27 3. Παξάδεηγκα πδξφιπζεο CH 3 COO - πξνεξρφκελα απφ ην άιαο CH 3 COONa H K ιέγεηαη ζηαζεξά πδξφιπζεο Κ h

Σχετικά έγγραφα

ΠΡΟΣΕΙΝΟΜΕΝΕ ΛΤΕΙ. β. Η θαηάιπζε είλαη εηεξνγελήο, αθνύ ν θαηαιύηεο είλαη ζηεξεόο ελώ ηα αληηδξώληα αέξηα (βξίζθνληαη ζε δηαθνξεηηθή θάζε).

ΠΡΟΣΕΙΝΟΜΕΝΕ ΛΤΕΙ. β. Η θαηάιπζε είλαη εηεξνγελήο, αθνύ ν θαηαιύηεο είλαη ζηεξεόο ελώ ηα αληηδξώληα αέξηα (βξίζθνληαη ζε δηαθνξεηηθή θάζε). ΔΗΑΓΩΓΗΚΔ ΔΞΔΣΑΔΗ ΣΔΚΝΩΝ ΔΛΛΖΝΩΝ ΔΞΩΣΔΡΗΚΟΤ ΚΑΗ ΣΔΚΝΩΝ ΔΛΛΖΝΩΝ ΤΠΑΛΛΖΛΩΝ ΠΟΤ ΤΠΖΡΔΣΟΤΝ ΣΟ ΔΞΩΣΔΡΗΚΟ ΑΒΒΑΣΟ 8 ΔΠΣΔΜΒΡΗΟΤ 2018 ΔΞΔΣΑΕΟΜΔΝΟ ΜΑΘΖΜΑ: ΥΖΜΔΗΑ ΠΡΟΑΝΑΣΟΛΗΜΟΤ ΠΡΟΣΕΙΝΟΜΕΝΕ ΛΤΕΙ ΘΔΜΑ Α Α1. α Α2.