Γεληθή Υεκεία. Νίθνο Ξεθνπθνπισηάθεο Δπίθνπξνο Καζεγεηήο

Γεληθή Υεκεία Νίθνο Ξεθνπθνπισηάθεο Δπίθνπξνο Καζεγεηήο Πνιπηερλείν Κξήηεο Σκήκα Μεραληθώλ Πεξηβάιινληνο Γξαθείν Κ2.125, ηει.: 28210-37772 e-mail:nikosxek@gmail.com

Πεξίιεςε Ομέα-Βάζεηο Απηντνληηζκόο ηνπ λεξνύ, ph Τπνινγηζκόο ph δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ θαη βάζεσλ Τπνινγηζκόο ph δηαιπκάησλ αζζελώλ νμέσλ θαη βάζεσλ 2

Οξηζκόο νμέωλ θαηά Arrhenius Ομύ (acid) είλαη ε νπζία ε νπνία, όηαλ δηαιπζεί ζην λεξό, απμάλεη ηε ζπγθέληξσζε ηνπ θαηηόληνο νμωλίνπ (ή πδξνλίνπ, hydronium ion), H 3 O + (aq). 3

Καηηόλ νμωλίνπ, H 3 O + (aq) Σν θαηηόλ νμσλίνπ πξνθύπηεη από ηελ αληίδξαζε ελόο θαηηόληνο πδξνγόλνπ, Η +, θαη ελόο κνξίνπ λεξνύ, Η 2 Ο: Δίλαη δειαδή, έλα θαηηόλ πξσηνλίνπ, Η +, ρεκηθά ελσκέλν κε έλα κόξην λεξνύ. πρλά γηα ιόγνπο απιόηεηαο γξάθνπκε Η + (aq) θαη όρη H 3 O + (aq). 4

Καηηόλ νμσλίνπ, H 3 O + (aq) Σν θαηηόλ νμσλίνπ, H 3 O + (aq), ελώλεηαη κε δεζκνύο πδξνγόλνπ κε άιια κόξηα λεξνύ θαη ζρεκαηίδεη επηδηαιπησκέλα θαηηόληα νμσλίνπ. 5

Ομέα 6

Οξηζκόο βάζεωλ θαηά Arrhenius Βάζε (base) είλαη ε νπζία ε νπνία, όηαλ δηαιπζεί ζην λεξό, απμάλεη ηε ζπγθέληξσζε ηνπ αληόληνο πδξνμεηδίνπ, (hydroxide ion) ΗΟ. 7

Ομέα θαη βάζεηο 8

Θεωξία ηωλ Brønsted θαη Lowry ύκθσλα κε ηελ ζεσξία ησλ Brønsted θαη Lowry, νη αληηδξάζεηο ησλ νμέσλ θαη ησλ βάζεσλ είλαη αληηδξάζεηο ζηηο νπνίεο ιακβάλεη ρώξα κεηαθνξά πξσηνλίνπ, Η +, από ην νμύ πξνο ηε βάζε. Καηά ζπλέπεηα, νμύ είλαη ε νπζία ε νπνία δξα σο δόηεο πξωηνλίνπ ζε κία αληίδξαζε κεηαθνξάο πξσηνλίνπ. Βάζε είλαη ε νπζία ε νπνία δξα σο δέθηεο πξωηνλίνπ ζε κία αληίδξαζε κεηαθνξάο πξσηνλίνπ. 9

Οξηζκόο νμέσλ-βάζεσλ θαηά Brønsted θαη Lowry Ομέα είλαη νη ρεκηθέο νπζίεο (νπδέηεξα κόξηα ή ηόληα) ηα νπνία δξνπλ σο δόηεο πξωηνλίωλ. δόηεο πξσηνλίνπ δέθηεο πξσηνλίνπ Βάζεηο είλαη νη ρεκηθέο νπζίεο (νπδέηεξα κόξηα ή ηόληα) νη νπνίεο δξνπλ σο δέθηεο πξωηνλίωλ. δέθηεο πξσηνλίνπ δόηεο πξσηνλίνπ δόηεο πξσηνλίνπ δέθηεο πξσηνλίνπ 10

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Brønsted θαη Lowry 11

πδπγή δεύγε νμένο-βάζεο Έλα ζπδπγέο δεύγνο νμένο-βάζεο (conjugate acid-base pair) απνηειείηαη από δύν ρεκηθά είδε (ηόληα ή νπδέηεξεο ελώζεηο), έλα νμύ θαη κία βάζε, ηα νπνία δηαθέξνπλ θαηά έλα πξσηόλην, Η +. Σν νμύ ελόο ηέηνηνπ δεύγνπο νλνκάδεηαη ζπδπγέο νμύ (conjugate acid) ηεο βάζεο, ελώ ε βάζε νλνκάδεηαη ζπδπγήο βάζε (conjugate base) ηνπ νμένο. 12

πδπγή δεύγε νμέσλ-βάζεσλ ακθνιύηεο ή ακθηπξσηηθή νπζία 13

πδπγή δεύγε νμέσλ-βάζεσλ 14

Ακθηπξσηηθέο νπζίεο Οη ακθνιύηεο ή ακθηπξσηηθέο νπζίεο (amphiprotic species) κπνξνύλ λα δξάζνπλ είηε σο νμέα είηε σο βάζεηο. Η πην γλσζηή θαη ε πην ζεκαληηθή ακθηπξσηηθή νπζία είλαη ην λεξό, Η 2 Ο: 15

Άζθεζε 8.1 ηηο αθόινπζεο ρεκηθέο εμηζώζεηο λα πξνζδηνξίζεηε ηα ζπδπγή δεύγε νμένο-βάζεο: 16

Άζθεζε 8.2 Πνηα είλαη ε ζπδπγήο βάζε ησλ παξαθάησ νμέσλ: HClO 4 H 2 S PH 4 + HCO 3 - Πνην είλαη ην ζπδπγέο νμύ ησλ παξαθάησ βάζεσλ: CN - SO 4 2- H 2 O HCO 3-17

Άζθεζε 8.3 Σν ηόλ HSO 3 - είλαη ακθηπξσηηθό. Να γξαθνύλ νη ρεκηθέο εμηζώζεηο ησλ αληηδξάζεσλ ηνπ παξαπάλσ ηόληνο κε ην λεξό ζηηο νπνίεο ην ηόλ δξα είηε σο νμύ είηε σο βάζε. 18

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis Γηα λα δξάζεη κία νπζία σο δέθηεο πξσηνλίσλ (βάζε θαηά Brønsted θαη Lowry) πξέπεη λα δηαζέηεη έλα κε δεζκηθό δεύγνο ειεθηξνλίσλ γηα λα ζπλδεζεί κε ην πξσηόλην. Π.ρ. ΝΗ 3 19

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis Έλαο επηπιένλ νξηζκόο ησλ νμέσλ θαη ησλ βάζεσλ δόζεθε από ηνλ Lewis. Ομύ θαηά Lewis (Lewis acid) είλαη έλα ρεκηθό είδνο (ηόλ ή νπδέηεξε έλσζε) ην νπνίν κπνξεί λα ζρεκαηίζεη έλα νκνηνπνιηθό δεζκό δξώληαο σο δέθηεο ελόο δεύγνπο ειεθηξνλίωλ από έλα άιιν ρεκηθό είδνο. Βάζε θαηά Lewis (Lewis base) είλαη έλα ρεκηθό είδνο (ηόλ ή νπδέηεξε έλσζε) ην νπνίν κπνξεί λα ζρεκαηίζεη έλα νκνηνπνιηθό δεζκό δξώληαο σο δόηεο ελόο δεύγνπο ειεθηξνλίωλ ζε έλα άιιν ρεκηθό είδνο. 20

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis δόηεο δεύγνπο ειεθηξνλίσλ δέθηεο δεύγνπο ειεθηξνλίσλ Βάζε θαηά Lewis Ομύ θαηά Lewis Ο νξηζκόο ησλ νμέσλ θαη ησλ βάζεσλ θαηά Lewis δελ αλαηξεί ηνπο πξνεγνύκελνπο νξηζκνύο, αιιά ηνπο ζπκπιεξώλεη. Βξίζθεη εθαξκνγή ηόζν ζε πδαηηθά όζν θαη ζε κε πδαηηθά δηαιύκαηα. 21

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis Όια ηα νμέα θαηά Brønsted θαη Lowry είλαη θαη νμέα θαηά Lewis. Όιεο νη βάζεηο θαηά Brønsted θαη Lowry είλαη θαη βάζεηο θαηά Lewis. Ο νξηζκόο ησλ νμέσλ θαη βάζεσλ θαηά Lewis είλαη πην γεληθόο. Πεξηιακβάλεη αληηδξάζεηο ζηηο νπνίεο ν δέθηεο δεύγνπο ειεθηξνλίσλ κπνξεί λα είλαη δηαθνξεηηθόο από ην Η +. 22

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis ΝΗ 3 (g) + BF 3 (g) ΝΗ 3 -BF 3 (g) 23

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis 24

Ομέα θαη βάζεηο θαηά Lewis 25

Άζθεζε 8.4 ηηο αθόινπζεο αληηδξάζεηο, λα πξνζδηνξίζεηε ηα νμέα θαη ηηο βάζεηο θαηά Lewis: 26

Ιζρπξά νμέα Η αληίδξαζε ηνληηζκνύ πξνο θαηηόληα Η 3 Ο + θαη αληόληα ηνπ νμένο είλαη πιήξεο (κνλόδξνκε αληίδξαζε). Ιζρπξά νμέα: HCl, HBr, HI, HNO 3, HClO 3, HClO 4, H 2 SO 4 (ζηελ πξώηε βαζκίδα ηνληηζκνύ). ή 27

Ιζρπξέο βάζεηο Γηίζηαληαη πιήξωο (κνλόδξνκε αληίδξαζε) πξνο αληόληα πδξνμεηδίνπ, ΗΟ, θαη θαηηόληα κεηάιισλ. Ιζρπξέο βάζεηο: LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH) 2, Ba(OH) 2. 28

Αζζελή νμέα Η αληίδξαζε ηνληηζκνύ πξνο θαηηόληα Η 3 Ο + θαη αληόληα ηνπ νμένο δελ είλαη πιήξεο (ακθίδξνκε αληίδξαζε). ή K a [A ] [H O 3 [HA] ] ή K a [A ] [H [HA] ] K a : ηαζεξά ηνληηζκνύ ηωλ νμέωλ, pk a = logk a 29

Αζζελή νμέα K a [CH COO 3 ] [H O [CH COOH] 3 3 ] 1,8 10 5 ζηοςρ 25 o C K a [CN ] [H O 3 [HCN] ] 4,9 10 10 ζηοςρ 25 o C 30

Αζζελή νμέα Όζν απμάλεηαη ε ζηαζεξά K a ηόζν απμάλεηαη ε ηζρύο ηνπ νμένο. 31

Βαζκόο δηάζηαζεο ή ηνληηζκνύ, α Βαζκόο δηάζηαζεο ή ηνληηζκνύ (α) ελόο ειεθηξνιύηε είλαη ν ιόγνο ηεο ζπγθέληξσζεο ηνπ ειεθηξνιύηε πνπ δηίζηαηαη ή ηνληίδεηαη πξνο ηε ζπλνιηθή ζπγθέληξσζε ηνπ ειεθηξνιύηε. πλήζσο εθθξάδεηαη επί ηνηο εθαηό (α %): α % ζςγκένηπωζ ε ελεκηπολύη ερ ζε διάζηαζε ολική ζςγκένηπωζ ε ελεκηπολύη ε 100 Αζζελείο ειεθηξνιύηεο: α << 1 Ιζρπξνί ειεθηξνιύηεο: α 1 32

Βαζκόο ηνληηζκνύ αζζελώλ νμέσλ mol/l HΑ + Η 2 O Α - + Η 3 Ο + Αξρηθά c Αληηδξνύλ/παξάγνληαη -x +x +x Υεκηθή Ιζνξξνπία c-x x x α % x c 100 α % [H O [HA] ] 3 απσική 100 33

Βαζκόο ηνληηζκνύ αζζελώλ νμέσλ mol/l HΑ + Η 2 O Α - + Η 3 Ο + Αξρηθά c Αληηδξνύλ/παξάγνληαη αc +αc +αc Υεκηθή Ιζνξξνπία (1 α)c αc αc K a [A ] [H O 3 [HA] ] K a 2 α c (1 α) Νόμος αραίωσης τοσ Ostwald: ν βαζκόο ηνληηζκνύ, α, απμάλεηαη κε ηελ κείσζε ηεο ζπγθέληξσζεο (αξαίσζε ηνπ δηαιύκαηνο) θαη ηείλεη πξνο ηε κνλάδα. 34

Πνιππξσηηθά νμέα Ινληίδνληαη ζε παξαπάλσ από έλα ζηάδηα (ζπλήζσο δύν ή ηξία) δίλνληαο αληίζηνηρα δύν ή παξαπάλσ θαηηόληα Η 3 Ο + : K a1 : πξώηε ζηαζεξά ηνληηζκνύ K a2 : δεύηεξε ζηαζεξά ηνληηζκνύ Ιζρύεη πάληα όηη K a1 > K a2 > K a3 Κ a1 = 1,7 10-2 Κ a2 = 6,4 10-8 35

Πνιππξσηηθά νμέα K a1 > K a2 > K a3 36

Αζζελείο βάζεηο Ινληίδνληαη κεξηθώο (ακθίδξνκε αληίδξαζε) πξνο αληόληα πδξνμεηδίνπ, ΗΟ, θαη ην ζπδπγέο νμύ (ζπλήζσο θαηηόλ): [BH ] [HO [B] K b : ηαζεξά ηνληηζκνύ ηωλ βάζεωλ, pk b = logk b K b ] K b [NH 4 ] [HO [NH ] 3 ] 37

Αζζελείο βάζεηο Όζν απμάλεηαη ε ζηαζεξά K b ηόζν απμάλεηαη ε ηζρύο ηεο βάζεο. 38

Απηνϊνληηζκόο ηνπ λεξνύ ή K w [H O 3 ] [HO ] ή K w [H ] [HO ] K w 1,0 10 14 και pk w 14 ζηοςρ 25 C Ιζρύεη ζε θάζε πδαηηθό δηάιπκα. 39

Άζθεζε 8.5 Να ππνινγίζεηε ηηο ζπγθεληξώζεηο ησλ ηόλησλ [H 3 Ο + ] θαη [ΗO ] ζην θαζαξό λεξό ζηνπο 25 C. Απάληεζε: [H 3 Ο + ] = [ΗO ] = 10 7 Μ Όηαλ ηζρύεη όηη [H 3 Ο + ] = [ΗO ] = 10 7 M, ηόηε ην δηάιπκα ραξαθηεξίδεηαη ωο νπδέηεξν (neutral). 40

Όμηλν δηάιπκα Όηαλ πξνζζέζνπκε κηα νξηζκέλε πνζόηεηα ελόο νμένο, ηόηε νη ζπγθεληξώζεηο ησλ H 3 Ο + θαη ΗO δελ είλαη πιένλ ίζεο. Ωζηόζν ην γηλόκελό ηνπο εμαθνινπζεί λα είλαη ίζν κε ηε ζηαζεξά K w. Καηά ζπλέπεηα, όηαλ πξνζζέηνπκε νμύ ζην δηάιπκα, ηόηε ζα ηζρύεη όηη [H 3 Ο + ] > [ΗO ] θαη [H 3 Ο + ] > 10 7 M. Σόηε ην δηάιπκα ραξαθηεξίδεηαη σο όμηλν (acidic solution). 41

Βαζηθό ή αιθαιηθό δηάιπκα Όηαλ πξνζζέζνπκε κηα νξηζκέλε πνζόηεηα κηαο βάζεο, ηόηε πάιη νη ζπγθεληξώζεηο ησλ H 3 Ο + θαη ΗO δελ είλαη πιένλ ίζεο. Ωζηόζν, πάιη ην γηλόκελό ηνπο εμαθνινπζεί λα είλαη ίζν κε ηε ζηαζεξά K w. Καηά ζπλέπεηα, όηαλ πξνζζέηνπκε βάζε ζην δηάιπκα, ηόηε ζα ηζρύεη όηη [ΗO ] > [H 3 Ο + ] θαη [ΗO ] > 10 7 M ή [H 3 Ο + ] < 10 7 M. Σόηε ην δηάιπκα ραξαθηεξίδεηαη σο βαζηθό ή αιθαιηθό (basic or alkaline solution). 42

Άζθεζε 8.6 Έλα δηάιπκα έρεη ζπγθέληξσζε αληόλησλ πδξνμεηδίνπ, ΗO, ίζε κε 1,0 10 5 Μ ζηνπο 25 C. Σν δηάιπκα είλαη όμηλν, νπδέηεξν ή βαζηθό; 43

Άζθεζε 8.7 Να ππνινγίζεηε ηε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ, H 3 Ο +, ζηα παξαθάησ πδαηηθά δηαιύκαηα θαη λα ηα ραξαθηεξίζεηε σο όμηλα, νπδέηεξα ή βαζηθά: i. [ΗO ] = 0,01 M, ii. [ΗO ] = 1,8 10 9 M, iii. [H + ] = 100 [ΗO ]. 44

Οξηζκόο ηνπ ph ph = log[h + ] ή ph = log[h 3 Ο + ] pοh = log[hο ] pk w = logk w = 14 ζηνπο 25 C Δπεηδή Κ w = [H 3 Ο + ] [HΟ ] = 10 14, ηόηε ph + poh = pk w = 14 ζηνπο 25 C ηα νπδέηεξα δηαιύκαηα [H 3 Ο + ] = [ΗO ] = 10 7 Μ, άξα ph = poh = 7 ηα όμηλα δηαιύκαηα [H 3 Ο + ] > 10 7 Μ, άξα ph < 7 ηα βαζηθά δηαιύκαηα [H 3 Ο + ] < 10 7 Μ, άξα ph > 7 45

Άζθεζε 8.8 Έλα δείγκα ρπκνύ πνξηνθαιηνύ έρεη ζπγθέληξσζε θαηηόλησλ νμσλίνπ, H 3 Ο +, ίζε κε 2,9 10 4 Μ. Πόζν είλαη ην ph; Δίλαη ην δηάιπκα όμηλν; 46

Άζθεζε 8.9 Πόζν είλαη ην ph ελόο δείγκαηνο γαζηξηθνύ πγξνύ (πεπηηθό πγξό ηνπ ζηνκάρνπ) ηνπ νπνίνπ ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ, H 3 Ο +, είλαη ίζε κε 0,045 Μ; 47

Άζθεζε 8.10 Έλα θνξεζκέλν δηάιπκα πδξνμεηδίνπ ηνπ αζβεζηίνπ, Ca(OH) 2, έρεη ζπγθέληξσζε αληόλησλ πδξνμεηδίνπ, ΗΟ, ίζε κε 0,025 Μ. Πόζν είλαη ην ph ηνπ δηαιύκαηνο; 48

Κιίκαθα ηνπ ph όμηλν δηάιπκα ph<7 νπδέηεξν δηάιπκα ph=7 βαζηθό ή αιθαιηθό δηάιπκα ph>7 49

Κιίκαθα ηνπ ph 50

Άζθεζε 8.11 Σν ph ηνπ αξηεξηαθνύ αίκαηνο ηνπ αλζξώπνπ είλαη 7,40. Πόζε είλαη ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ, H 3 Ο + ; 51

Άζθεζε 8.12 Έλα αλαςπθηηθό κε αλζξαθηθό έρεη ph 3,16. Πόζε είλαη ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ, H 3 Ο + ; 52

Άζθεζε 8.13 Τδαηηθό δηάιπκα ακκσλίαο, ΝΗ 3 (aq), έρεη ζπγθέληξσζε ίζε κε 0,010 Μ θαη ph ίζν κε 10,6 ζηνπο 25 ºC. Πόζε είλαη ε ζπγθέληξσζε ησλ αληόλησλ πδξνμεηδίνπ, ΗΟ ; Ση παξαηεξείηε ζε ζρέζε κε ηε ζπγθέληξσζε ηεο ακκσλίαο; 53

Άζθεζε 8.14 Να ππνινγίζεηε ην ph ησλ παξαθάησ δηαιπκάησλ: a. [ΗO ]=0,01 M, b. [ΗO ]=1,8 10 9 M, c. [H 3 Ο + ]=100 [ΗO ]. 54

Μέηξεζε ηνπ ph Περάκεηξα Γείθηεο 55

Μέηξεζε ηνπ ph: Γείθηεο 56

Περακεηξηθό ραξηί (ph or litmus paper) 59

Τπνινγηζκόο ph πδαηηθώλ δηαιπκάηωλ Γηα λα ππνινγίζνπκε ην ph ελόο δηαιύκαηνο νμένο ή βάζεο αθνινπζνύκε ηελ εμήο κεζνδνινγία: i. Γξάθνπκε ηηο ρεκηθέο αληηδξάζεηο νη νπνίεο ιακβάλνπλ ρώξα ζην δηάιπκα (ππελζύκηζε: δελ μερλάκε πνηέ ηελ αληίδξαζε απηντνληηζκνύ ηνπ λεξνύ). ii. Καηαζηξώλνπκε ηηο καζεκαηηθέο εμηζώζεηο νη νπνίεο πξνθύπηνπλ από ην ρεκηθό ζύζηεκα ζηελ θαηάζηαζε ηεο ρεκηθήο ηζνξξνπίαο. iii. Δπηιύνπκε ηηο εμηζώζεηο. 60

Τπνινγηζκόο ph δηαιπκάηωλ ηζρπξώλ νμέωλ Να ππνινγίζεηε ην ph πδαηηθνύ δηαιύκαηνο HCl(aq) ζπγθέληξσζεο 1,00 10 3 Μ ζηνπο 25 ºC. Απάληεζε: Υεκηθέο αληηδξάζεηο: 1,00 10 3 Μ 1,00 10 3 Μ 1,00 10 3 Μ x Μ x Μ 61

62 ph δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ Μαζεκαηηθέο εμηζώζεηο: ] [HO ] [H O K 3 w x x) 10 (1,00 10 1,00 3 14 0 10 1,00 x 10 1,00 x 14 3 2 3 14 6 10 1,00000002 10 4,00 10 1,00 M 10 1,00 2 Δ 10 1,00 x 11 3 M 10 1,00000001 10 1,00 10 1,00 ] [H O 3 11 3 3 M 10 1,00 ] [H O 3 3 Γειαδή, πξαθηηθά:

ph δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ Παξαηεξνύκε όηη ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ, H 3 Ο +, ε νπνία πξνέξρεηαη από ηνλ απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ είλαη πάξα πνιύ κηθξή ζπγθξηλόκελε κε απηήλ ε νπνία πξνέξρεηαη από ηνλ ηνληζκό ηνπ ΗCl. Γειαδή, πξαθηηθά ηα θαηηόληα νμσλίνπ, H 3 Ο +, ζην δηάιπκα πξνέξρνληαη ζρεδόλ απνθιεηζηηθά από ηνλ ηνληηζκό ηνπ ΗCl. Άξα ph = log[h 3 Ο + ] = log1,00 10 3 = 3,00 [ΗO ] = 1,00 10 11 Μ θαη poh = 11,00 63

ph δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ Με άιια ιόγηα, ζα κπνξνύζακε εμαξρήο λα κελ είρακε ιάβεη ππόςε ηνλ απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ. ηελ πεξίπησζε απηή ην ph ππνινγίδεηαη απεπζείαο σο εμήο: 1,00 10 3 Μ 1,00 10 3 Μ 1,00 10 3 Μ ph = log[h 3 Ο + ] = log1,00 10 3 = 3,00 64

Πόηε κπνξώ λα εθαξκόζσ ηελ πξνζέγγηζε??? Πόηε κπνξνύκε λα θάλνπκε απηήλ ηελ πξνζέγγηζε θαη λα κελ ιακβάλνπκε ππόςε ηνλ απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ; Απάληεζε: ε πξνζέγγηζε ηζρύεη γηα ζπγθεληξώζεηο νμένο κεγαιύηεξεο από 10 6 Μ. Γηα ζπγθεληξώζεηο νμένο κεγαιύηεξεο από 10 6 Μ ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ Η 3 Ο + ηαπηίδεηαη κε ηε ζπγθέληξσζε ηνπ νμένο. Γηα ζπγθεληξώζεηο νμένο κηθξόηεξεο από 10 6 Μ πξέπεη λα ιακβάλεηαη ππόςε ν απηντνληηζκόο ηνπ λεξνύ. 65

ph ph ζπλαξηήζεη ηεο ζπγθέληξσζεο νμένο 9 8 7 6 ph πξνζεγγηζηηθό ph πξαγκαηηθό 5 4 3 2 1 0 1,0E-08 1,0E-07 1,0E-06 1,0E-05 1,0E-04 1,0E-03 1,0E-02 1,0E-01 πγθέληξωζε, mol/l 66

ph ph ζπλαξηήζεη ηεο ζπγθέληξσζεο νμένο 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ph πξνζεγγηζηηθό ph πξαγκαηηθό 0 1,0E-08 1,0E-07 1,0E-06 πγθέληξωζε, mol/l 67

Λύζεηο κε πξνζέγγηζε Όηαλ έλαο ή πεξηζζόηεξνη όξνη ελόο αζξνίζκαηνο ή κηα δηαθνξάο είλαη πνιύ κηθξόηεξνη ζε ζρέζε κε ηνπο ππόινηπνπο όξνπο ηόηε κπνξνύλ λα παξαιεθζνύλ ρσξίο ζεκαληηθό ζθάικα. Πνηέ δελ παξαιείπνληαη όξνη ζε γηλόκελα ή πειίθα. Όπνηε θαη αλ θάλνπκε πξνζεγγίζεηο, ζην ηέινο ειέγρνπκε πάληα ηελ νξζόηεηά ηνπο. 68

Λύζεηο κε πξνζέγγηζε Αλ ε πξνζέγγηζε δελ είλαη νξζή, ηόηε είηε θάλνπκε κηα άιιε πξνζέγγηζε, είηε ιύλνπκε ηελ άζθεζε ρσξίο θακηά πξνζέγγηζε. Με δηζηάδεηε λα θάλεηε πξνζεγγίζεηο, αξθεί πάληα λα ειέγρεηε ηελ νξζόηεηά ηνπο. 69

ph δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ Να ππνινγίζεηε ην ph πδαηηθνύ δηαιύκαηνο HCl(aq) ζπγθέληξσζεο 1,00 10 7 Μ ζηνπο 25 ºC. Απάληεζε: Αληηδξάζεηο: 1,00 10 7 Μ 1,00 10 7 Μ 1,00 10 7 Μ x Μ x Μ 70

ph δηαιπκάησλ ηζρπξώλ νμέσλ Λύζε κε πξνζέγγηζε: [Η 3 Ο + ] = 1,00 10 7 + x 1,00 10 7 Μ Άξα ph = log[η 3 Ο + ] = 7,00. Λάζνο!!! Σν δηάιπκα είλαη όμηλν, άξα δελ κπνξεί λα έρεη ph = 7,00. Λύλνπκε ηελ άζθεζε ρσξίο πξνζέγγηζε: 71

72 Λύζε ρσξίο πξνζέγγηζε 0 10 1,00 x 10 1,00 x x x) 10 (1,00 10 1,00 ] [HO ] [H O K 14 7 2 7 14 3 w 6,79 ] O log[h ph 3 M 10 1,62 10 6,20 10 1,00 ] [H O 7 8 7 3 8 7 7 10 6,20 2 10 2,23 10 1,00 x 7 14 14 14 10 2,24 10 5,00 10 4,00 10 1,00

ph δηαιπκάησλ ηζρπξώλ βάζεσλ Να ππνινγίζεηε ην ph πδαηηθνύ δηαιύκαηνο NaOH ζπγθέληξσζεο 1,00 10 3 Μ ζηνπο 25 ºC. Απάληεζε: Αληηδξάζεηο: 1,00 10 3 Μ 1,00 10 3 Μ 1,00 10 3 Μ x Μ x Μ 73

Λύζε κε πξνζέγγηζε Πξνζέγγηζε: [HO ] = 1,00 10 3 + x 1,00 10 3 Μ poh = log[oh ] = 3,00 ph = 14,00 3,00 = 11,00 74

ph ph ζπλαξηήζεη ηεο ζπγθέληξσζεο 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Ιζρπξέο βάζεηο Ιζρπξά νμέα 1,0E-08 1,0E-07 1,0E-06 1,0E-05 1,0E-04 1,0E-03 1,0E-02 1,0E-01 πγθέληξωζε, mol/l 75

ph ζπλαξηήζεη ηεο ζπγθέληξσζεο Γηα ζπγθεληξώζεηο ηζρπξνύ νμένο ή βάζεο κεγαιύηεξεο από 10 6 mol/l, δεθαπιαζηαζκόο ηεο ζπγθέληξσζεο πξνθαιεί κεηαβνιή ηνπ ph θαηά κία κνλάδα. Όζν κεηώλεηαη ε ζπγθέληξσζε θάησ από 10 6 mol/l ην ph ηείλεη αζπκπησηηθά πξνο ην 7. 76

Άζθεζε 8.15 Τπνινγίζηε ηηο ζπγθεληξώζεηο ησλ ηόλησλ Η 3 Ο + θαη HO, θαζώο θαη ην ph ζηνπο 25 ºC ησλ παξαθάησ πδαηηθώλ δηαιπκάησλ: i. 0,15 Μ ΗΝΟ 3 ii. 0,010 Μ Ca(OH) 2 iii. 0,125 M Ba(OH) 2 77

Άζθεζε 8.16 Να ππνινγίζεηε ην ph θαζώο θαη ηηο ζπγθεληξώζεηο όισλ ησλ ρεκηθώλ εηδώλ ζηελ θαηάζηαζε ηεο ρεκηθήο ηζνξξνπίαο ησλ παξαθάησ πδαηηθώλ δηαιπκάησλ ζηνπο 25 ºC: i. δηάιπκα Ca(OH) 2 ζπγθέληξσζεο 3,00 10 3 M. ii. δηάιπκα ην νπνίν πξνθύπηεη θαηά ηελ αξαίσζε 1,00 ml ηνπ δηαιύκαηνο (i) ζε ηειηθό όγθν 10,0 L. iii. δηάιπκα ΗClO 4 ζπγθέληξσζεο 5 10 7 M. 78

Άζθεζε 8.17 Πνηα είλαη ε ζπγθέληξσζε ελόο δηαιύκαηνο: i. ΚΟΗ γηα ην νπνίν ph = 10,80 ii. Ca(OH) 2 γηα ην νπνίν ph = 10,80 79

Άζθεζε 8.18 Να ππνινγίζεηε ην ph θαζελόο από ηα παξαθάησ πδαηηθά δηαιύκαηα ζηνπο 25 ºC: i. 8,5 10 3 Μ HBr ii. 1,52 g HNO 3 δηαιπκέλα ζε 575 ml δηαιύκαηνο iii. 5,0 ml δηαιύκαηνο HClO 4 ζπγθέληξσζεο 0,25 Μ HCIO 4 αξαησκέλν ζε ηειηθό όγθν 50,0 ml iv. ελόο δηαιύκαηνο πνπ πξνθύπηεη από ηελ αλάκημε 10,0 ml δηαιύκαηνο HBr ζπγθέληξσζεο 0,10 Μ κε 20,0 ml δηαιύκαηνο HC1 ζπγθέληξσζεο 0,20 Μ. 80

Άζθεζε 8.19 Να ππνινγίζεηε ηε ζπγθέληξσζε ησλ ΗO θαη ην ph θαζελόο από ηα παξαθάησ πδαηηθά δηαιύκαηα ζηνπο 25 ºC: i. 0,082 Μ KOH ii. 1,065 g KOH δηαιπκέλα ζε 500,0 ml δηαιύκαηνο iii. 10,0 ml δηαιύκαηνο Ca(OH) 2 ζπγθέληξσζεο 0,0105 Μ αξαησκέλν ζε ηειηθό όγθν 500,0 ml iv. ελόο δηαιύκαηνο πνπ πξνθύπηεη από ηελ αλάκημε 10,0 ml δηαιύκαηνο Ba(OH) 2 ζπγθέληξσζεο 0,015 Μ κε 40,0 ml δηαιύκαηνο NaOH ζπγθέληξσζεο 7,5 10 3 Μ. 81

Άζθεζε 8.20 Τδαηηθό δηάιπκα πδξνμεηδίνπ ηνπ λαηξίνπ, NaOH(aq), έρεη ph = 12,00. 10,0 ml ηνπ παξαπάλσ δηαιύκαηνο αξαηώλνληαη κε λεξό κέρξη ηειηθνύ όγθνπ 1,0 L. Να βξείηε ην ph ηνπ αξαησκέλνπ πδαηηθνύ δηαιύκαηνο NaOH(aq). 82

Αζζελή νμέα θαη βάζεηο Άζθεζε 8.21: Σν ληθνηηληθό νμύ είλαη έλα αζζελέο κνλνπξσηηθό νμύ κε κνξηαθό ηύπν C 5 H 4 NCOOH ή HNic: ή Έλα πδαηηθό δηάιπκα ληθνηηληθνύ νμένο ζπγθέληξσζεο 0,012 Μ έρεη ph ίζν κε 3,39 ζηνπο 25 ºC. 83

Άζθεζε 8.21 Πόζε είλαη ε ζηαζεξά ηνληηζκνύ, Κ a, ηνπ ληθνηηληθνύ νμένο ζηνπο 25 ºC; Πόζνο είλαη ν βαζκόο ηνληηζκνύ ηνπ ληθνηηληθνύ νμένο ζε απηό ην δηάιπκα; Απάληεζε: Αληηδξάζεηο: 84

Άζθεζε 8.21: Απάληεζε Κάλνπκε ηελ πξνζέγγηζε όηη ηα θαηηόληα νμσλίνπ, Η 3 Ο +, ηα νπνία πξνέξρνληαη από ηνλ απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ είλαη πνιύ ιηγόηεξα ζπγθξηλόκελα κε απηά ηα νπνία πξνέξρνληαη από ηνλ ηνληηζκό ηνπ νμένο. Με βάζε απηήλ ηελ πξνζέγγηζε, γηα ην αζζελέο νμύ έρνπκε: 85

Άζθεζε 8.21: Απάληεζε mol/l HNic + Η 2 O Nic - + Η 3 Ο + Αξρηθά c Αληηδξνύλ/παξάγνληαη -x +x +x Υεκηθή Ιζνξξνπία c-x x x [Nic ] [H O 3 Ka [HNic] ] K a 2 x (c x) K a 2 x (0,012 x) 86

Άζθεζε 8.21: Απάληεζε Όκσο: ph log[h3o [H3O ] 10 3,39 ] Αληηθαζηζηώληαο έρνπκε: K a 2 x (0,012 x) 3,39 log[h3o [H O 3 ] 4,1 10 4 2 (4,1 10 ) (0,012 4,1 10 4 Ka 4 ] M ) Ka 1,4 10 5 87

Άζθεζε 8.21: Απάληεζε Γηα ην βαζκό ηνληηζκνύ, α, έρνπκε: α x c 4 4,1 10 α α 0, 034 0,012 Ο επί ηνηο εθαηό βαζκόο ηνληηζκνύ ηζνύηαη κε 3,4% 88

Άζθεζε 8.22 Σν γαιαθηηθό νμύ είλαη έλα αζζελέο κνλνπξσηηθό νμύ κε κνξηαθό ηύπν ΗC 3 H 5 O 3 ή HGal. Τδαηηθό δηάιπκα γαιαθηηθνύ νμένο αξρηθήο ζπγθέληξσζεο 0,025 Μ έρεη ph = 2,75 ζηνπο 25 ºC. Πόζε είλαη ε ζηαζεξά ηνληηζκνύ, Κ a, θαη ν βαζκόο ηνληηζκνύ ηνπ γαιαθηηθνύ νμένο ζηνπο 25 ºC; 89

Άζθεζε 8.23 Πνηεο είλαη νη ζπγθεληξώζεηο ηνπ ληθνηηληθνύ νμένο, ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ θαη ησλ αληόλησλ ηνπ ληθνηηληθνύ νμένο, θαζώο θαη ην ph ηνπ δηαιύκαηνο, ζηελ θαηάζηαζε ηεο ρεκηθήο ηζνξξνπίαο, ζε έλα δηάιπκα ληθνηηληθνύ νμένο αξρηθήο ζπγθέληξσζεο 0,10 Μ ζηνπο 25 ºC. Γίλεηαη γηα ην ληθνηηληθό νμύ όηη ε ζηαζεξά ηνληηζκνύ ηνπ ζηνπο 25 ºC ηζνύηαη κε 1,4 10 5. 90

Άζθεζε 8.23: Απάληεζε Αληηδξάζεηο: Κάλνπκε μαλά ηελ πξνζέγγηζε όηη ηα θαηηόληα νμσλίνπ, Η 3 Ο +, ηα νπνία πξνέξρνληαη από ηνλ απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ είλαη πνιύ ιηγόηεξα ζπγθξηλόκελα κε απηά ηα νπνία πξνέξρνληαη από ηνλ ηνληηζκό ηνπ νμένο. Άξα, γηα ην αζζελέο νμύ έρνπκε: 91

Άζθεζε 8.23: Απάληεζε mol/l HNic + Η 2 O Nic - + Η 3 Ο + Αξρηθά c Αληηδξνύλ/παξάγνληαη -x +x +x Υεκηθή Ιζνξξνπία c-x x x [Nic ] [H O 3 Ka [HNic] ] K a 2 x (c x) 1,4 10 5 x (0,10 2 x) 92

Άζθεζε 8.24: Απάληεζε Η εμίζσζε απηή είλαη κία εμίζσζε δεπηέξνπ βαζκνύ, ε νπνία ιύλεηαη θαηά ηα γλσζηά: 1,4 10 5 x (0,10 2 x) x 2 1,4 10 5 x 1,4 10 6 0 (1,4 10 5 ) 2 41,4 10 6 2,410 3 x 1,4 10 5 2 2,410 3 1,2 10 3 93

Άζθεζε 8.24: Απάληεζε Παξαηεξνύκε όηη x = 1,2 10 3 << 0,10. Άξα ε πξνεγνύκελε εμίζσζε ιύλεηαη πην απιά θαη πην γξήγνξα αλ θάλνπκε ηελ πξνζέγγηζε όηη: Σόηε έρνπκε: 0,10 x 0,10 1,4 10 5 x (0,10 2 x) 1,4 10 5 2 x 0,10 x 1,4 10 6 1,2 10 3 94

Άζθεζε 8.24: Απάληεζε Άξα, ph = log[h 3 O + ] = log1,2 10 3 = 2,92. [HNic] = 0,10 1,2 10 3 = 0,0988 0,10 M Άξα ε ππόζεζε όηη 0,10 x 0,10 είλαη νξζή. [Nic ] = 1,2 10 3 M. 95

Πόηε κπνξνύκε λα θάλνπκε ηελ πξνζέγγηζε? Γηα λα ζεσξήζνπκε ακειεηέν ην x ζηνλ παξαλνκαζηή ηεο εμίζσζεο ηεο ζηαζεξάο ρεκηθήο ηζνξξνπίαο ζα πξέπεη λα ηζρύεη: c K a 100 Αλ δελ ηζρύεη ε παξαπάλσ ζρέζε ηόηε ην x δελ κπνξεί λα παξαιεθζεί από ηνλ παξαλνκαζηή ηεο εμίζσζεο θαη ζα πξέπεη λα ιπζεί ε θαλνληθά ε δεπηεξνβάζκηα εμίζσζε. 96

Άζθεζε 8.25 Πνην είλαη ην ph ηνπ δηαιύκαηνο πνπ ιακβάλεηαη κε δηάιπζε ελόο δηζθίνπ αζπηξίλεο (αθεηπινζαιηθπιηθό νμύ) ζε 0,500 L λεξνύ; Σν δηζθίν πεξηέρεη 0,325 g αθεηπινζαιηθπιηθνύ νμένο, ΗC 9 H 7 O 4 ή ΗΑcs. Σν νμύ είλαη κνλνπξσηηθό θαη ε Κ a ηζνύηαη κε 3,3 10 4 ζηνπο 25 ºC. 97

Άζθεζε 8.26 Πνην είλαη ην ph ελόο πδαηηθνύ δηαιύκαηνο ππξνζηαθπιηθνύ νμένο, ΗC 3 H 3 O 3, ζπγθέληξσζεο 0,0030 Μ. 98

Άζθεζε 8.27 Σν ph ελόο δηαιύκαηνο θνξκηθνύ νμένο, HCOOH, ζπγθέληξσζεο 0,10 Μ ζηνπο 25 ºC βξέζεθε ίζν κε 2,38. i. Να ππνινγίζεηε ηε ζηαζεξά ηνληηζκνύ, K a, ηνπ θνξκηθνύ νμένο ζηελ παξαπάλσ ζεξκνθξαζία. ii. Να ππνινγίζεηε ην βαζκό ηνληηζκνύ ηνπ θνξκηθνύ νμένο ζην παξαπάλσ δηάιπκα. 99

Άζθεζε 8.28 Να ππνινγίζεηε ην ph θαη ην βαζκό ηνληηζκνύ ελόο πδαηηθνύ δηαιύκαηνο νμηθνύ νμένο, CH 3 COOH, ζπγθέληξσζεο 0,30 Μ ζηνπο 25 ºC. Γίλεηαη όηη γηα ην νμηθό νμύ, ζηνπο 25 ºC, K a = 1,8 10 5. 100

Άζθεζε 8.29 Να ππνινγίζεηε ην ph θαη ην βαζκό ηνληζκνύ ελόο πδαηηθνύ δηαιύκαηνο πδξνθπαληθνύ νμένο, HCN, ζπγθέληξσζεο 0,20 Μ ζηνπο 25 ºC. Γίλεηαη όηη γηα ην πδξνθπαληθό νμύ, ζηνπο 25 ºC, K a = 4,9 10 10. 101

Άζθεζε 8.30 Να ππνινγίζεηε ην ph θαη ην βαζκό ηνληζκνύ ησλ πδαηηθνύ δηαιπκάησλ πδξνθζνξηθνύ νμένο, HF, κε ζπγθεληξώζεηο ζηνπο 25 ºC: i. 0,10 Μ ii. 0,010 Μ Γίλεηαη γηα ην HF, ζηνπο 25 ºC, K a = 6,8 10 4. 102

Άζθεζε 8.31 Σν αζθνξβηθό νμύ (βηηακίλε C) είλαη έλα αζζελέο δηπξσηηθό νμύ, Η 2 C 6 H 6 O 6, H 2 Asc. Πνην είλαη ην ph ελόο πδαηηθνύ δηαιύκαηνο αζθνξβηθνύ νμένο ζπγθέληξσζεο 0,10 Μ; Πόζε είλαη ε ζπγθέληξσζε ηνπ αζθνξβηθνύ αληόληνο C 6 H 6 O 6 2 ; Οη ζηαζεξέο ηνληηζκνύ ηνπ νμένο είλαη Κ a1 = 7,9 10 5 θαη Κ a2 = 1,6 10 12. 103

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε Αληηδξάζεηο: 104

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε Ιζρύεη όηη Κ a1 >> Κ a2. Καηά ζπλέπεηα, θάλνπκε ηελ πξνζέγγηζε όηη ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ πξνέξρεηαη ζρεδόλ απνθιεηζηηθά από ην πξώην ζηάδην ηνληηζκνύ ηνπ νμένο. Γειαδή γηα ηνλ ππνινγηζκό ηεο ζπγθέληξσζεο ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ δελ ιακβάλνπκε ππόςε ηνλ απηντνληηζκό ηνπ λεξνύ θαζώο θαη ην δεύηεξν ζηάδην ηνληηζκνύ ηνπ νμένο. Άξα έρνπκε: 105

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε mol/l H 2 Asc + Η 2 O HAsc + Η 3 Ο + Αξρηθά c Αληηδξνύλ/παξάγνληαη -x +x +x Υεκηθή Ιζνξξνπία c-x x x K a1 [HAsc [H 2 ] [H O 3 Asc] ] K a1 2 x (c x) 7,9 10 5 x (0,10 2 x) 106

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε Τπνζέηνπκε όηη ην x είλαη πνιύ κηθξόηεξν από 0,10: 7,9 10 5 2 x (0,10 x) x 7,9 10 6 7,9 10 5 2,8 10 3 2 x 0,10 Άξα, ph = log[h 3 O + ] = log2,8 10 3 = 2,55. [H 2 Asc] = 0,10 2,8 10 3 = 0,0972 0,10 M. Άξα ε ππόζεζε όηη 0,10 x 0,10 είλαη νξζή. [ΗAsc ] = 2,8 10 3 M. 107

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε Γηα λα ππνινγίζνπκε ηε ζπγθέληξσζε ησλ Asc 2 εξγαδόκαζηε κε ην δεύηεξν ζηάδην ηνληηζκνύ ηνπ νμένο: mol/l HAsc + Η 2 O Asc 2 + Η 3 Ο + Αξρηθά 2,8 10 3 2,8 10 3 Αληηδξνύλ/ παξάγνληαη y +y +y Υεκηθή Ιζνξξνπία 2,8 10 3 y 2,8 10 3 + y y [Asc ] [H O 2 3 Ka2 [HAsc ] ] 12 y(2,8 10 1,6 10 3 (2,8 10 3 y) y) 108

Άζθεζε 8.31: Απάληεζε Θεσξνύκε όηη ην y είλαη πνιύ κηθξό ζπγθξηλόκελν κε ην 2,8 10 3. Άξα έρνπκε: y(2,8 10 1,6 10 3 (2,8 10 3 y) y) 12 12 y 1,6 10 M Γηαπηζηώλνπκε όηη πξάγκαηη y << 2,8 10 3, άξα ε ππόζεζε είλαη ζσζηή. Άξα, ε ζπγθέληξσζε ηνπ αζθνξβηθνύ αληόληνο, C 6 H 6 O 6 2, ηζνύηαη κε 1,6 10 12 Μ. 109

Άζθεζε 8.32 Σν ζεηώδεο νμύ, H 2 SO 3, είλαη έλα δηπξσηηθό νμύ κε Κ a1 = 1,3 10 2 θαη Κ a2 = 6,3 10 8. Πνην είλαη ην ph ελόο δηαιύκαηνο ζεηώδνπο νμένο κε αξρηθή ζπγθέληξσζε 0,25 Μ; Πόζε είλαη ε ζπγθέληξσζε ηνπ ζεηώδνπο αληόληνο, SO 3 2, ζην δηάιπκα; 110

Άζθεζε 8.33 Να ππνινγίζεηε ην ph θαη ην βαζκό ηνληηζκνύ ελόο πδαηηθνύ δηαιύκαηνο ακκσλίαο, ΝΗ 3, ζπγθέληξσζεο 0,15 Μ ζηνπο 25 ºC. Γίλεηαη όηη γηα ηελ ακκσλία ε ζηαζεξά ηνληηζκνύ ζηνπο 25 ºC ηζνύηαη κε K b = 1,8 10 5. 111

Άζθεζε 8.34 Η θηλίλε είλαη κία βάζε ε νπνία απαληάηαη ζηε θύζε θαη ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ ζεξαπεία ηεο εινλνζίαο. Έλα πδαηηθό δηάιπκα θηλίλεο κε αξρηθή ζπγθέληξσζε 0,0015 Μ έρεη ph 9,84. Η βαζηθόηεηα ηεο θηλίλεο νθείιεηαη ζε έλα άηνκν αδώηνπ, ην νπνίν αθαηξεί έλα πξσηόλην από ην λεξό, όπσο αθαηξεί ε ακκσλία. Πόζε είλαη ε K b ηεο θηλίλεο; 112

Άζθεζε 8.35 Η κνξθίλε είλαη κία βάζε ε νπνία απαληάηαη ζηε θύζε θαη ρξεζηκνπνηείηαη σο παπζίπνλν. Πόζν είλαη ην ph ελόο δηαιύκαηνο κνξθίλεο κε αξρηθή ζπγθέληξσζε 0,0075 Μ ζηνπο 25 ºC; Η ζηαζεξά ηνληηζκνύ ηεο βάζεο ηζνύηαη κε K b = 1,6 10 6 ζηνπο 25 ºC. Η βαζηθόηεηα ηεο κνξθίλεο νθείιεηαη ζε έλα άηνκν αδώηνπ, ην νπνίν αθαηξεί έλα πξσηόλην από ην λεξό, όπσο αθαηξεί ε ακκσλία. 113

Άιαηα Σα άιαηα πξνθύπηνπλ θαηά ηελ αληίδξαζε εμνπδεηέξωζεο κεηαμύ ελόο νμένο θαη κηαο βάζεο: νμύ + βάζε άιαο + λεξό HCl + NaOH NaCl + H 2 O H 2 SO 4 + 2 KOH K 2 SO 4 + 2 H 2 O H 2 CO 3 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + 2 H 2 O CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H 2 O HCl + NH 4 OH NH 4 Cl + H 2 O 114

Άιαηα Σα άιαηα όηαλ δηαιπζνύλ ζην λεξό δηίζηαληαη πιήξωο πξνο θαηηόληα θαη αληόληα (ηζρπξνί ειεθηξνιύηεο): NaCl Na + + Cl - K 2 SO 4 2 K + + SO 4 2- CaCO 3 Ca 2+ + CO 3 2- CH 3 COONa CH 3 COO - + Na + NH 4 Cl NH 4 + + Cl - Σα θαηηόληα (+) πξνέξρνληαη από ηηο βάζεηο Σα αληόληα (-) πξνέξρνληαη από ηα νμέα 115

Καηηόληα αιάησλ Σα θαηηόληα ησλ αιάησλ (+) είλαη ηα ζπδπγή νμέα ησλ αληηζηνηρώλ βάζεσλ: ζπδπγέο νμύ βάζε Na + Κ + NaOH KOH Ca 2+ Ca(OH) 2 ΝΗ 4 + ΝΗ 4 ΟΗ 116

Αληόληα αιάησλ Σα αληόληα ησλ αιάησλ (-) είλαη νη ζπδπγείο βάζεηο ησλ αληίζηνηρσλ νμέσλ: ζπδπγήο βάζε Cl - νμύ HCl SO 4 2- H 2 SO 4 CO 3 2- H 2 CO 3 CH 3 COO - CH 3 COOH 117

Τδξόιπζε αληόλησλ αιάησλ Αλ ην αληόλ ηνπ άιαηνο πξνέξρεηαη από ηζρπξό νμύ ηόηε είλαη πνιύ αζζελήο βάζε θαη δελ έρεη ηελ ηάζε λα απνζπάζεη άηνκν πδξνγόλνπ από ην λεξό: Cl - + H 2 O HCl + HO - Σα αληόληα ησλ αιάησλ ηα νπνία πξνέξρνληαη από ηζρπξά νμέα δελ αληηδξνύλ κε ην λεξό (δελ πδξνιύνληαη), π.ρ. Cl -, Br -, I -, NO 3-, ClO 4-. Γελ επεξεάδνπλ ην ph ηνπ δηαιύκαηνο. 118

Τδξόιπζε αληόλησλ αιάησλ Αλ ην αληόλ ηνπ άιαηνο πξνέξρεηαη από αζζελέο νμύ ηόηε είλαη αζζελήο βάζε θαη πδξνιύεηαη απνζπώληαο άηνκν πδξνγόλνπ από ην λεξό: CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + HO - K K 10 14 w 10 b 5,5510 5 Ka 1,8 10 CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + HO - K K 10 14 w 4 b 1,8 10 11 Ka2 5,610 119

Τδξόιπζε αληόλησλ αιάησλ Όηαλ ηα αληόληα ησλ αιάησλ πδξνιύνληαη πξνθαινύλ αύμεζε ηεο ζπγθέληξσζεο ησλ αληόλησλ ΗΟ - X - + H 2 O HX + HO - Πξνθαινύλ αύμεζε ηνπ ph ηνπ δηαιύκαηνο 120

Τδξόιπζε θαηηόλησλ αιάησλ Αλ ην θαηηόλ ηνπ άιαηνο πξνέξρεηαη από ηζρπξή βάζε ηόηε είλαη πνιύ αζζελέο νμύ θαη δελ έρεη ηελ ηάζε λα αληηδξάζεη κε ηo λεξό: Na + + H 2 O NaOH + H + Σα θαηηόληα ησλ αιάησλ ηα νπνία πξνέξρνληαη από ηζρπξέο βάζεηο δελ αληηδξνύλ κε ην λεξό (δελ πδξνιύνληαη), π.ρ. Na +, K +, Ca 2+. Γελ επεξεάδνπλ ην ph ηνπ δηαιύκαηνο. 121

Τδξόιπζε θαηηόλησλ αιάησλ Αλ ην θαηηόλ ηνπ άιαηνο πξνέξρεηαη από αζζελή βάζε ηόηε είλαη αζζελέο νμύ θαη πδξνιύεηαη δίλνληαο άηνκν πδξνγόλνπ: NH 4 + + H 2 O NH 4 OH + H + K K 10 14 w 10 a 5,5510 5 Kb 1,8 10 Πξνθαινύλ αύμεζε ηεο ζπγθέληξσζεο ησλ θαηηόλησλ πδξνγόλνπ Πξνθαινύλ κείωζε ηνπ ph ηνπ δηαιύκαηνο 122

Τδξόιπζε αιάησλ: 1 ε πεξίπησζε Άιαηα ησλ νπνίσλ ην κελ θαηηόλ πξνέξρεηαη από ηζρπξή βάζε (π.ρ. Na +, K +, Ca 2+ ) ην δε αληόλ πξνέξρεηαη από ηζρπξό νμύ (π.ρ. Cl -, Br -, I - NO 3-, ClO 4- ) NaCl, KΙ, CaCl 2, ΚΝΟ 3, NaClO 4. Γελ αληηδξνύλ κε ην λεξό (δελ πδξνιύνληαη). Γελ επεξεάδνπλ ην ph ηνπ δηαιύκαηνο (ph=7). 123

Τδξόιπζε αιάησλ: 2 ε πεξίπησζε Άιαηα ησλ νπνίσλ ην κελ θαηηόλ πξνέξρεηαη από ηζρπξή βάζε (π.ρ. Na +, K +, Ca 2+ ) ην δε αληόλ πξνέξρεηαη από αζζελέο νμύ (π.ρ. CH 3 COO -, CO 3 2- ) CH 3 COONa, Na 2 CO 3 Τδξνιύεηαη κόλν ην αληόλ. Πξνθαινύλ αύμεζε ηνπ ph ηνπ δηαιύκαηνο (ph>7). 124

Τδξόιπζε αιάησλ: 3 ε πεξίπησζε Άιαηα ησλ νπνίσλ ην κελ θαηηόλ πξνέξρεηαη από αζζελή βάζε (π.ρ. ΝΗ 4+ ) ην δε αληόλ πξνέξρεηαη από ηζρπξό νμύ (π.ρ. Cl -, Br -, NO 3- ) NΗ 4 Cl Τδξνιύεηαη κόλν ην θαηηόλ. Πξνθαινύλ κείωζε ηνπ ph ηνπ δηαιύκαηνο (ph<7). 125

Τδξόιπζε αιάησλ: 4 ε πεξίπησζε Άιαηα ησλ νπνίσλ ην κελ θαηηόλ πξνέξρεηαη από αζζελή βάζε (π.ρ. ΝΗ 4+ ) ην δε αληόλ πξνέξρεηαη από αζζελέο νμύ (π.ρ. CH 3 COO -, CO 3 2- ) CH 3 COOΝΗ 4, (ΝΗ 4 ) 2 CO 3 Τδξνιύεηαη θαη ην αληόλ θαη ην θαηηόλ. Αλ Κ a >K b ηόηε ph<7 Αλ Κ a <K b ηόηε ph>7 Αλ Κ a =K b ηόηε ph=7 126

Άζθεζε 8.36 Να θαηαηάμεηε ηα παξαθάησ πδαηηθά δηαιύκαηα θαηά ζεηξά απμαλόκελεο ηηκήο ph: i. 0,1 M CH 3 COONa ii. 0,1 M NH 4 Cl iii.0,1 M CH 3 NH 3 Br iv.0,1 M KNO 3 Γίλνληαη: CH 3 COOΗ: K a =1,8 10-5 NH 3 : K b =1,8 10-5 CH 3 NH 2 : K b =4,4 10-4 127

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα (buffer solutions) νλνκάδνληαη ηα δηαιύκαηα ηα νπνία έρνπλ ηελ ηδηόηεηα λα δηαηεξνύλ ζρεηηθά ζηαζεξό ην ph ηνπο θαηά: ηελ πξνζζήθε κηθξώλ πνζνηήησλ ηζρπξώλ νμέσλ ή βάζεσλ ηελ αξαίσζή ηνπο 128

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Σα ξπζκηζηηθά δηαιύκαηα αληέρνπλ ζηηο αιιαγέο ηνπ ph γηαηί πεξηέρνπλ ηα εμήο δύν ζπζηαηηθά: έλα νμύ ην νπνίν εμνπδεηεξώλεη ηα πξνζηηζέκελα αληόληα HO - κία βάζε, ε νπνία εμνπδεηεξώλεη ηα πξνζηηζέκελα θαηηόληα Η 3 Ο + Ωζηόζν ην νμύ θαη ε βάζε δελ πξέπεη λα αιιεινεμνπδεηεξώλνληαη. Η ζπλζήθε απηή ηθαλνπνηείηαη από έλα ζπδπγέο δεύγνο νμένο-βάζεο. 129

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Απνηεινύληαη από κίγκα ζπδπγνύο δεύγνπο αζζελνύο νμένο θαη βάζεο: αζζελέο νμύ ΗΑ θαη ε ζπδπγήο ηνπ βάζε Α - : π.ρ. CH 3 COOH(aq) θαη CH 3 COO - (aq): ph<7 αζζελήο βάζε Β θαη ην ζπδπγέο ηεο νμύ ΒΗ + : π.ρ. NH 3 (aq) θαη NH 4+ (aq): ph>7 130

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Πξνθύπηνπλ θαηά: ηελ αλάκημε δηαιύκαηνο αζζελνύο νμένο (ΗΑ) κε δηάιπκα άιαηόο ηνπ κε ηζρπξή βάζε (NaA): π.ρ. CH 3 COOH(aq) θαη CH 3 COONa(aq) ηε κεξηθή εμνπδεηέξσζε δηαιύκαηνο αζζελνύο νμένο (ΗΑ) κε δηάιπκα ηζρπξήο βάζεο (NaOH). 131

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Πξνθύπηνπλ θαηά: ηελ αλάκημε δηαιύκαηνο αζζελνύο βάζεο (Β) κε δηάιπκα άιαηόο ηεο κε ηζρπξό νμύ (ΒΗCl): π.ρ. NH 3 (aq) θαη NH 4 Cl(aq) ηε κεξηθή εμνπδεηέξσζε δηαιύκαηνο αζζελνύο βάζεο κε δηάιπκα ηζρπξνύ νμένο. 132

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Σα ξπζκηζηηθά δηαιύκαηα δηαηεξνύλ ζρεηηθά ζηαζεξό ην ph ηνπο θαηά ηελ πξνζζήθε κηθξώλ πνζνηήησλ ηζρπξώλ νμέσλ ή βάζεσλ γηαηί: ην αζζελέο νμύ εμνπδεηεξώλεη ηα αληόληα ΗΟ - ηεο πξνζηηζέκελεο ηζρπξήο βάζεο ε αζζελήο ζπδπγήο βάζε εμνπδεηεξώλεη ηα θαηηόληα Η 3 Ο + ηνπ πξνζηηζέκελνπ ηζρπξνύ νμένο 133

Άζθεζε 8.37 Πνην από ηα παξαθάησ ζπδπγή δεύγε νμένοβάζεο δελ κπνξεί λα δξάζεη σο ξπζκηζηηθό δηάιπκα: i. HCOOH/HCOO - ii. HCO 3- /CO 3 2- iii. HNO 3 /NO 3-134

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Δμήγεζε δξάζεο ησλ ξπζκηζηηθώλ δηαιπκάησλ: Έζησ έλα ξπζκηζηηθό δηάιπκα ην νπνίν απνηειείηαη από ην αζζελέο νμύ ΗA θαη ηε ζπδπγή ηνπ βάζε Α -, ε νπνία έρεη πξνθύςεη από ην άιαο NaA. Οη αληηδξάζεηο νη νπνίεο ιακβάλνπλ ρώξα ζην δηάιπκα είλαη: NaA (aq) Na + (aq) + A - (aq) HA (aq) + H 2 O (l) A - (aq) + H 3 O + (aq) 135

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Η εμίζσζε ε νπνία πεξηγξάθεη ην ρεκηθό ζύζηεκα είλαη: [A ] [H3O ] [HA] Ka [H3O ] Ka [HA] [A ] Παξαηεξνύκε όηη ε ζπγθέληξσζε ησλ θαηηόλησλ νμσλίνπ, [Η 3 Ο + ], θαη θαηά ζπλέπεηα ην ph ηνπ δηαιύκαηνο εμαξηάηαη από: ηελ ηηκή ηεο ζηαζεξάο Κ a ην ιόγν ησλ ζπγθεληξώζεσλ [ΗΑ]/[Α - ] 136

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Έζησ όηη ζην δηάιπκα πξνζηίζεηαη κηα κηθξή πνζόηεηα βάζεο. Σα αληόληα πδξνμπιίνπ ηεο βάζεο, ΗΟ -, αληηδξνύλ κε ην αζζελέο νμύ σο εμήο: HA (aq) + HO - (aq) A - (aq) + H 2 O (l) Καηά ζπλέπεηα ε ζπγθέληξσζε ηνπ αζζελνύο νμένο, [ΗΑ], κεηώλεηαη θαη ε ζπγθέληξσζε ηεο ζπδπγνύο βάζεο, [Α - ], απμάλεηαη. 137

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Ωζηόζν, αλ ε πνζόηεηεο ησλ ΗΑ θαη Α - ζην δηάιπκα είλαη πνιύ κεγάιεο ζπγθξηλόκελεο κε ηελ πνζόηεηα ησλ ΗΟ-, ηόηε ν ιόγνο [ΗΑ]/[Α - ] δε κεηαβάιιεηαη ζεκαληηθά. Καηά ζπλέπεηα, νη αιιαγέο ζην ph ηνπ δηαιύκαηνο είλαη ζρεηηθά κηθξέο. Σα ίδηα ηζρύνπλ θαη θαηά ηελ πξνζζήθε νμένο ζην δηάιπκα: A - (aq) + H 3 O + (aq) HA (aq) + H 2 O (l) 138

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα 139

Ρπζκηζηηθά δηαιύκαηα Δπίζεο, θαηά ηελ αξαίσζε ησλ ξπζκηζηηθώλ δηαιπκάησλ, ν ζρεηηθόο ιόγνο [ΗΑ]/[Α - ] παξακέλεη ζηαζεξόο, γηαηί θαη ηα δύν ζπζηαηηθά αξαηώλνληαη εμίζνπ. Άξα ην ph ησλ ξπζκηζηηθώλ δηαιπκάησλ δελ κεηαβάιιεηαη θαηά ηελ αξαίσζή ηνπο. Απηό δελ ηζρύεη γηα πνιύ κεγάιεο αξαηώζεηο. 140

141 ph ξπζκηζηηθώλ δηαιπκάησλ Αληηδξάζεηο: Δμηζώζεηο: [HA] ] [A log pk ph [HA] ] [A log logk ] O - log[h ] [A [HA] log logk ] O log[h ] [A [HA] K ] O [H [HA] ] O [H ] [A K a a 3 a 3 a 3 3 a

ph ξπζκηζηηθώλ δηαιπκάησλ Δμίζσζε Henderson-Hasselbalch: ph pk a log [ζςδ. βάζε] [ζςδ. οξύ] 142

Άζθεζε 8.38 Έζησ έλα ξπζκηζηηθό δηάιπκα, ην νπνίν πξνθύπηεη θαηά ηελ πξνζζήθε 0,300 mol νμηθνύ νμένο, CH 3 COOH, θαη 0,300 mol νμηθνύ λαηξίνπ, CH 3 COONa, ζε ηειηθό όγθν 1 L. i. Να ππνινγίζεηε ην ph ηνπ δηαιύκαηνο. ii. Να ππνινγίζεηε ην ph ηνπ δηαιύκαηνο κεηά ηελ πξνζζήθε 0,020 mol NaOH. iii. Να ππνινγίζεηε ην ph θαηά ηελ πξνζζήθε 0,020 mol NaOH ζε 1 L θαζαξνύ λεξνύ. Γίλεηαη γηα ην νμηθό νμύ όηη K a = 1,8 10-5. 143

Άζθεζε 8.39 Να ππνινγίζεηε ην ph ελόο ξπζκηζηηθνύ δηαιύκαηνο ην νπνίν πεξηέρεη 0,12 Μ γαιαθηηθό νμύ, CH 3 CH(OH)COOH, θαη 0,10 Μ γαιαθηηθό λάηξην, CH 3 CH(OH)COONa. Γίλεηαη γηα ην γαιαθηηθό νμύ όηη K a = 1,4 10-4. 144

Άζθεζε 8.40 Να ππνινγίζεηε ην ph ηνπ ξπζκηζηηθνύ δηαιύκαηνο ην νπνίν πξνθύπηεη θαηά ηελ αλάκημε 50,0 ml πδαηηθνύ δηαιύκαηνο NaOH(aq) ζπγθέληξσζεο 0,20 Μ κε 50,0 ml πδαηηθνύ δηαιύκαηνο CH 3 COOH(aq) ζπγθέληξσζεο 0,40 Μ. Γίλεηαη όηη ε ζηαζεξά ηνληζκνύ ηνπ νμένο ζηνπο 25 ºC είλαη K a = 1,8 10-5. 145

Σηηινδόηεζε νμέωλ θαη βάζεωλ Σηηινδόηεζε (ή νγθνκέηξεζε) νμέσλ-βάζεσλ (titration): εξγαζηεξηαθή ηερληθή γηα ηελ εύξεζε ηεο ζπγθέληξσζεο ελόο αγλώζηνπ δηαιύκαηνο νμένο ή βάζεο. Καηά ηελ ηηηινδόηεζε, έλα δηάιπκα νμέσο (ή βάζεο) γλσζηήο ζπγθέληξσζεο (=πξόηππν δηάιπκα) πξνζηίζεηαη ζε έλα δηάιπκα βάζεο (ή νμένο) γλσζηνύ όγθνπ θαη άγλσζηεο ζπγθέληξσζεο. Σν πξνζηηζέκελν δηάιπκα νλνκάδεηαη ηηηινδόηεο (titrant). 146

Αληηδξάζεηο εμνπδεηέξσζεο Η ηηηινδόηεζε νμέωλ-βάζεωλ ζηεξίδεηαη ζηελ αληίδξαζε εμνπδεηέξωζεο: νμύ + βάζε άιαο + λεξό HCl + NaOH NaCl + H 2 O HCl + NH 3 NH 4 Cl CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H 2 O H 2 CO 3 + 2 KOH K 2 CO 3 + 2 H 2 O 147

Ιζνδύλακν ζεκείν ηηηινδόηεζεο Ιζνδύλακν ζεκείν (equivalence point): ε ηηκή ηνπ ph θαηά ηελ νπνία έρνπλ πξνζηεζεί νη ζηνηρεηνκεηξηθά ηζνδύλακεο πνζόηεηεο νμέσο θαη βάζεο. ην ηζνδύλακν ζεκείν ηζρύεη: ηζνδύλακα νμένο = ηζνδύλακα βάζεο Ν νμένο V νμένο = Ν βάζεο V βάζεο όπνπ: Ν: θαλνληθόηεηα δηαιύκαηνο νμένο ή βάζεο ζε eq/l V: όγθνο δηάιπκαηνο νμένο ή βάζεο ζε L. 148

Ιζνδύλακν βάξνο, EW EW M α r Γηα ηόληα: α = θνξηίν ηνπ ηόληνο Γηα νμέα θαη βάζεηο: α = αξηζκόο ησλ Η + ή ησλ ΗΟ - πνπ αληηδξνύλ Γηα νμεηδν-αλαγσγηθέο αληηδξάζεηο: α = αξηζκόο ησλ ειεθηξνλίσλ πνπ αληαιιάζζνληαη 149

Ιζνδύλακα θαη θαλνληθόηεηα Ιζνδύλακα: eq m EW όπνπ: eq: ηζνδύλακα m: κάδα ηεο νπζίαο ζε g EW: ηζνδύλακν βάξνο Καλνληθόηεηα: N eq V όπνπ: Ν: θαλνληθόηεηα ζε eq/l eq: ηζνδύλακα V: όγθνο ηνπ δηαιύκαηνο ζε L 150

Καλνληθόηεηα θαη Μνξηαθόηεηα N eq V m EW V m M r V α α Μ δειαδή N α Μ 151

Σηηινδόηεζε Έζησ 50 ml δηαιύκαηνο ηζρπξνύ νμένο (π.ρ. HCl) ζπγθέληξσζεο C a =0,1 Μ. Πξνζηίζεηαη δηάιπκα ηζρπξήο βάζεο (π.ρ. ΝαΟΗ) ζπγθέληξσζεο C b =0,1 M (ηηηινδόηεο). Η γξαθηθή παξάζηαζε ηνπ ph ηνπ δηαιύκαηνο ζπλαξηήζεη ηνπ όγθνπ ηνπ ηηηινδόηε νλνκάδεηαη θακπύιε ηηηινδόηεζεο. 152

ph Κακπύιε ηηηινδόηεζεο 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Ιζνδύλακν ζεκείν ph e =7 V 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 eq b V b, ml ην ηζνδύλακν ζεκείν ηζρύεη: a α a eq C C b a a V a V a Ca Va Cb V e =50 ml N a V α C b b a C b V b N 0,1 50 50 ml V 0,1 b V b V b e 153

Άζθεζε 8.41 Να ππνινγίζεηε ην ph θαηά ηελ πξνζζήθε ησλ παξαθάησ πνζνηήησλ πδαηηθνύ δηαιύκαηνο ΝaΟΗ ζπγθέληξσζεο 0,100 Μ ζε 50,0 ml πδαηηθνύ δηαιύκαηνο ΗCl ζπγθέληξσζεο 0,100 Μ: 1. 0 ml δηαιύκαηνο ΝaΟΗ 2. 25,0 ml δηαιύκαηνο ΝaΟΗ 3. 49,0 ml δηαιύκαηνο ΝaΟΗ 4. 50,0 ml δηαιύκαηνο ΝaΟΗ 5. 51,0 ml δηαιύκαηνο ΝaΟΗ 6. 60,0 ml δηαιύκαηνο ΝaΟΗ 154

Ιζνδύλακν θαη ηειηθό ζεκείν ηηηινδόηεζεο ην ηζνδύλακν ζεκείν ε θιίζε ηεο θακπύιεο είλαη ε κέγηζηε δπλαηή. Δίλαη ζεκείν θακπήο (ε δεύηεξε παξάγσγνο είλαη κεδέλ). Η ηηκή ph ζηελ νπνία παξαηεξείηαη πεηξακαηηθά ε νινθιήξσζε ηεο ηηηινδόηεζεο νλνκάδεηαη ηειηθό ζεκείν (end point). Γηα κία αθξηβή ηηηινδόηεζε ην ηζνδύλακν θαη ην ηειηθό ζεκείν πξέπεη λα ηαπηίδνληαη ή λα δηαθέξνπλ ειάρηζηα. 155

Σηηινδόηεζε νμέσλ θαη βάζεσλ 156

Δίδε ηηηινδνηήζεσλ ηζρπξνύ νμένο (HCl) κε ηζρπξή βάζε (NaOH) αζζελνύο κνλνπξσηηθνύ νμένο (CH 3 COOH) κε ηζρπξή βάζε (NaOH) αζζελνύο δηπξσηηθνύ νμένο (H 2 CO 3 ) κε ηζρπξή βάζε (NaOH) ηζρπξήο βάζεο (NaOH) κε ηζρπξό νμύ (HCl) αζζελνύο κνλνδξαζηηθήο βάζεο (NΗ 3 ) κε ηζρπξό νμύ (HCl) αζζελνύο δηδξαζηηθήο βάζεο (CO 3 2- ) κε ηζρπξό νμύ (HCl) 157

Σηηινδόηεζε αζζελνύο νμένο ΗΑ κε ηζρπξή βάζε Να θαηαζθεπαζηεί ε θακπύιε ηηηινδόηεζεο θαηά ηελ πξνζζήθε δηαιύκαηνο ηζρπξήο βάζεο (ΝaΟΗ) όγθνπ V b θαη ζπγθέληξσζεο C b =5 10-3 M (ηηηινδόηεο) ζε δηάιπκα αζζελνύο νμένο HA όγθνπ V a =50 ml θαη ζπγθέληξσζεο C a =10-3 M. Γίλεηαη γηα ην νμύ όηη K a =10-5. 158

ph Κακπύιε ηηηινδόηεζεο HA κε NaOH C a =10-3 M, V a =50 ml, K a =10-5, C b =5 10-3 M 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ph e =7,8-8 V e =10 ml 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 V b 159

Άζθεζε 8.42 Να ππνινγίζεηε ην ph θαηά ηελ πξνζζήθε ησλ παξαθάησ πνζνηήησλ πδαηηθνύ δηαιύκαηνο ΝaΟΗ ζπγθέληξσζεο 0,100 Μ ζε 50,0 ml πδαηηθνύ δηαιύκαηνο CH 3 COOH (K a =1,8 10-5 ) ζπγθέληξσζεο 0,100 Μ: i. 0 ml δηαιύκαηνο ΝaΟΗ ii. 45,0 ml δηαιύκαηνο ΝaΟΗ iii. 50,0 ml δηαιύκαηνο ΝaΟΗ iv. 60,0 ml δηαιύκαηνο ΝaΟΗ 160

ph Κακπύιεο ηηηινδόηεζεο ζπλαξηήζεη ηεο pk a C a =10-3 M, V a =50 ml, C b =5 10-3 M 12 10 8 6 4 2 Ισχυπό οξύ pka=3 pka=4 pka=6 pka=8 pka=10 0 0 5 10 15 20 25 V b 161

Κακπύιε ηηηινδόηεζεο H 2 A κε NaOH Να θαηαζθεπαζηεί ε θακπύιε ηηηινδόηεζεο θαηά ηελ πξνζζήθε δηαιύκαηνο ηζρπξήο βάζεο (ΝαΟΗ) όγθνπ V b θαη ζπγθέληξσζεο C b =10-1 M (ηηηινδόηεο) ζε δηάιπκα αζζελνύο δηπξσηηθνύ νμένο H 2 A όγθνπ V a =50 ml θαη ζπγθέληξσζεο C a =10-1 M. Γίλεηαη γηα ην νμύ όηη K a1 =10-4, K a2 =10-8. 162

ph Κακπύιε ηηηινδόηεζεο H 2 A κε NaOH C a =10-1 M, V a =50 ml, K a1 =10-4, K a2 =10-8, C b =10-1 M 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2 ν ηζνδύλακν ζεκείν, ph=10,2 NaHA + NaOH Na 2 A + H 2 O 1 ν ηζνδύλακν ζεκείν, ph=6 H 2 A + NaOH NaHA + H 2 O 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 V b 163