Χημεία Γ Λυκείου. ΗΑ + Η 2 Ο Η 3 Ο +1 + Α -1 Αρχ: 0,05Μ Αντ: χ Μ Παρ: χ Μ χ Μ ΧΙ: 0,05 χ Μ χ + ψ Μ χ Μ

Transcript

1 Άσκηση 74 σολικού βιβλίου, σελίδα 90: Να βρείτε τη + σε διάλυμα που περιέει δύο ασθενή οξέα ΗΑ 0,05Μ με αηα = και ΗΒ 0,Μ με αηβ = 0-5 Γράφουμε τους ιοντισμούς των δύο ασθενών οξέων ΗΑ + Η Ο Η + + Α - Αρ: 0,05Μ Αντ: Μ Παρ: Μ Μ ΧΙ: 0,05 Μ + Μ Μ ΗΒ + Η Ο Η + + Β - Αρ: 0,Μ Παρ: Μ Μ ΧΙ: 0, Μ + Μ Μ Ισύουν οι προσεγγίσεις αηα [Α [ αηα ( ) ( ) ,05 0,05 ( ) ,05 ( ) 0,0-5 ( ) 0 6 () αηβ [Β ( ) 0 5 [ αηβ 0, ( ) 0 5 0, ( ) 0 6 () ( ) 0, Προσθέτουμε κατά μέλη τις σέσεις () και (): ( ) ( ) ( ) 30 6 ( ),730 3 Δ Παπαδόπουλος, ημικός

2 Άσκηση : Να μελετήσετε διάλυμα ασθενούς διπρωτικού οξέος Η Α συγκέντρωσης c M Το Η Α ιοντίζεται σε δύο στάδια με σταθερές ιοντισμού α και α αντίστοια α Για το Η Α ισύει 0 C Στο διάλυμα αποκαθίστανται οι ισορροπίες: Η Α + Η Ο Η + + HΑ - Αρ: c Μ Αντ: Μ Παρ: Μ Μ ΧΙ: c Μ + Μ - Μ ΗΑ - + Η Ο Η + + Α - Αρ: Μ Παρ: Μ Μ ΧΙ: Μ + Μ Μ Για τον πρώτο ιοντισμό ισύουν οι προσεγγίσεις και θα έουμε: - [HA ( ) ( ) ( ) ( ) α α c α () Α c Για το δεύτερο ιοντισμό θα ισύει: [Α ( ) α α () [ Συνήθως στα διπρωτικά οξέα ισύει α >> α, διότι το Η Α είναι πολύ πιο ισυρό οξύ σε σέση με το ΗΑ - Λόγω αυτού του γεγονότος ισύει: >> και άρα + και - Οι σέσεις () και () γίνονται: α και c α Το ph του διαλύματος είναι: ph= - log(+) => ph= - log Το ph του διαλύματος καθορίζεται από το πρώτο στάδιο ιοντισμού Δ Παπαδόπουλος, ημικός

3 Άσκηση : Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος και ο βαθμός ιοντισμού του ασθενούς οξέος ΗΑ σε υδατικό διάλυμα που περιέει ΗΑ Μ και HCl 0, M Δίνονται για το ΗΑ: α =3 0-5 Γράφουμε τις ημικές εξισώσεις ιοντισμού των δύο οξέων: Αρ: Αντι: HCl + H O H 3 O + + Cl - 0, Μ 0, Μ Παρ: 0, Μ 0, Μ Τελ: 0 Μ 0, Μ 0, Μ Αρ: Μ Αντ: Μ ΗΑ + Η Ο Η + + Α - 0, Μ Παρ: Μ Μ ΧΙ: Μ 0,+ Μ Μ Για το ΗΑ έουμε: α c Άρα για το ασθενές οξύ ΗΑ μπορούν να γίνουν οι προσεγγίσεις και λόγω επίδρασης κοινού ιόντος θεωρούμε ότι ισύουν οι προσεγγίσεις Μ και 0, + 0, Μ [Α 5 (0, ) 5 0, , α [HA Είναι + ολ =0,+ 0, Μ Άρα ph = - log[h 3 O + => ph = - log0, => ph = Ο βαθμός ιοντισμού του ασθενούς οξέος ΗΑ είναι: 30 4 α α α 30 4 ή α=0,03% Το ph του διαλύματος καθορίζεται από το ισυρό οξύ HCl Δ Παπαδόπουλος, ημικός

4 Άσκηση 3: Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος και ο βαθμός ιοντισμού του ασθενούς οξέος ΗΑ σε υδατικό διάλυμα που περιέει ΗΑ Μ και HCl 0-3 M Δίνονται για το ΗΑ: α =3 0-5, log6 = 0,78 Γράφουμε τις ημικές εξισώσεις ιοντισμού των δύο οξέων: HCl + H O H 3 O + + Cl - Αρ: 0-3 Μ Αντι: 0-3 Μ Παρ: 0-3 Μ 0-3 Μ Τελ: 0 Μ 0-3 Μ 0-3 Μ ΗΑ + Η Ο Η + + Α - Αρ: Μ 0-3 Μ Παρ: Μ Μ ΧΙ: Μ Μ Μ α 3 Ο [Α [ (0 ) () 5 Για το ΗΑ έουμε: α 30 0 Αν θεωρήσουμε και c από την () προκύπτει: Η τιμή αυτή επαληθεύει την προσέγγιση, ενώ δεν ικανοποιεί την προσέγγιση , αφού > 0-3 Έτσι επιτρέπεται μόνο η προσέγγιση Ο υπολογισμός της τιμής του προκύπτει από τη λύση δευτεροβάθμιας εξίσωσης Από τη σέση () θα έουμε: 3 5 (0 ) Άρα + = = = Μ ph = - log[h 3 O + = - log (6 0-3 ) = 3 log 6 = 3 0,78 =, Ο βαθμός ιοντισμού του ΗΑ είναι: α 5 0 ή α=0,5% Η + ολ άρα και το ph του διαλύματος εξαρτώνται από τον ιοντισμό τόσο του ισυρού όσο και του ασθενούς οξέος Παρατήρηση: Η επίδραση ενός ισυρού ηλεκτρολύτη στον ιοντισμό ενός ασθενούς ηλεκτρολύτη εξαρτάται από τη συγκέντρωση του ισυρού ηλεκτρολύτη και από τη σταθερά ιοντισμού του ασθενούς ηλεκτρολύτη Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση του ισυρού ηλεκτρολύτη τόσο μεγαλύτερη είναι η επίδρασή του στον ιοντισμό του ασθενούς ηλεκτρολύτη Όσο μικρότερη είναι η τιμή της α (ή της b ), τόσο μεγαλύτερη είναι η επίδραση του ισυρού ηλεκτρολύτη στον ιοντισμό του ασθενούς ηλεκτρολύτη Δ Παπαδόπουλος, ημικός 3

5 Άσκηση 4: Υδατικό διάλυμα H SO 4 έει συγκέντρωση 0,04 Μ Να υπολογίσετε: α) Τις συγκεντρώσεις των ιόντων Η +, HSO 4 - και SO 4 - στο διάλυμα β) Το βαθμό ιοντισμού στο δεύτερο στάδιο Το H SO 4 ιοντίζεται πλήρως στο πρώτο στάδιο, ενώ στο δεύτερο στάδιο είναι α =, 0 - Το Η SO 4 είναι διπρωτικό οξύ και έει δύο στάδια ιοντισμού: ο στάδιο: Η SO 4 + H O H 3 O + + HSO 4 - Αρ: 0,04 Μ Αντ: 0,04 Μ Παρ: 0,04 Μ 0,04 Μ Τελ: 0 Μ 0,04 Μ 0,04 Μ ο στάδιο: - HSO 4 + H O H 3 O SO 4 Αρ: 0,04 Μ 0,04 Μ Αντ: - Μ Παρ: Μ Μ ΧΙ: 0,04 Μ 0,04 + Μ Μ Για το ο α, 0 στάδιο ιοντισμού ισύει: 0,3 0, οπότε δεν c 0,04 επιτρέπονται οι προσεγγίσεις Αντικαθιστώντας στην έκφραση της α θα έουμε: α 3 Ο [HSO [SO 4 4,0 (0,04 ) 0,04 5, 0 4, Με επίλυση της δευτεροβάθμιας εξίσωσης προκύπτει = 0,008 Μ Άρα στην κατάσταση ημικής ισορροπίας θα είναι: + = 0,04 + = 0,04 + 0,008 = 0,048 Μ, [HSO 4 - = 0,04 x = 0,04 0,008 = 0,03 M και [SO 4 - = 0,008 M 0,008 β) Ο βαθμός ιοντισμού στο δεύτερο στάδιο είναι: α 0,, ή α = 0% 0,04 0,04 Παρατηρήσεις: ) ατά τον ιοντισμό του H SO 4, τα ιόντα Η + που προκύπτουν από το πρώτο στάδιο ιοντισμού μετατοπίζουν προς τα αριστερά την ισορροπία ιοντισμού στο δεύτερο στάδιο (επίδραση κοινού ιόντος) ) Στο δεύτερο στάδιο ιοντισμού είναι α =, 0 -, οπότε η + που προκύπτει από το δεύτερο στάδιο δεν είναι αμελητέα σε σέση με το πρώτο στάδιο Η δυνατότητα να γίνουν οι προσεγγίσεις (c c και c + c) εξαρτάται από την αρική συγκέντρωση c του H SO 4 Για παράδειγμα, όταν c = M επιτρέπονται οι προσεγγίσεις ενώ όταν c = 0,05 M δεν επιτρέπονται Δ Παπαδόπουλος, ημικός 4