modele de probleme de echilibre chimice in apa si solutii apoase1

8/10/2019 Modele de Probleme de Echilibre Chimice in Apa Si Solutii Apoase1

1/17

MODELE DE PROBLEME DE ECHILIBRE CHIMICE IN AP-DISOCIAIA ELECTROLITIC

Am ncercat s v ofer, exemple de probleme rezolvate despre:- ionizarea apei;- pH-ul soluiilor apoase;- acizi i baze tari/ slabe;- radul de ionizare, constanta de aciditate, constanta de bazicitate !le ea lui

"st#ald$;- indicatori acido-bazici;- reacia de neutralizare; reacia de %idroliz;- electrolii amfoteri!amfiprotici$;- ec%ilibre n soluii tampon

&ste un mod personal de rezolvare i nu anuleaz, alte variante de rezolvare studiate la

cursul de '%imie( "fer nite instrumente de rezolvare i sunt si ur c vei descoperialte ci de rezolvare, care te vor bucura( )eoria disocierii electrolitice nu sememoreaz; se ncearc s se nelea prin exerciii i observ*nd fenomenele dinexperienele c%imice sau din natur(

+iblio rafie:( +acalaureat, ubiecte propuse la '%imie anor anic i eneral, &ditura

Humanitas &ducational, ..( 0uminia 1ldescu, "l a 2etrescu, 3leana 'osma, '%imie, manual pentru clasa

a 34-a, &52 6(A, +ucureti, 7788( 9arilena erban, elicia


2/17

moleculelor de electrolii, la dizolvarea n ap, n ioni pozitivi !cationi$ ine ativi!anioni$, difer de la o substan la alta, n funcie de: natura electrolitului,concentraia soluiei, temperatur( Kn absena apei, nu are loc disocierea electrolitic,acizii i bazele sunt considerate molecule neutre(9surtorile de conductibilitate electric au dus la mprirea electroliilor n dourupe:

- electrolii tari, care au conductibilitatea electric mare i care nu variaz dec*t puin cu concentraia( e pot da exemple:a$ toate srurile:


3/17

dup dizolvarea lor n ap se produc fenomene de desfacere n ioni i reacii ale lor cuapa(N M numrul de molecule ionizate / numrul total de moleculeN E M . N

Kn cazul dizolvrii acizilor tari n ap, ei disociaz total, ec%ilibrul c%imic este completdeplasat spre dreapta(Kn cazul dizolvrii acizilor slabi, n ap, acetia disociaz puin n ioni, cu un rad deionizare; ionii formai reacioneaz cu apa, ec%ilibrul c%imic este deplasat spre st*n a(HA J H. " M H8" J J A-Acid baza. acid. baza

B (6elaia dintre tria electroliilor i radul de ionizare!disociere$-electrolii tari, care reprezint substane cu radul de disociere !ionizare$ foarte mare!N OO ,>$, la dizolvarea lor n ap( unt complet ionizai n soluie(&xemple: toate

srurile; %idroxizii solubili ai metalelor din rupele i . principale:


4/17


5/17

PH"-Q M -p"H ; p"H M -l PH"-Q

pHJ p"H M =

.( oluii tamponunt soluii ce conin un acid slab sau o baz slab i o sare a acidului sau a bazei, lacare valoarea pH-ului este relativ constant fa de adaosuri ulterioare de acid/ baz(e pot da exemple: soluia de


6/17

poate aplica la stabilirea ec%ilibrului c%imic, le ea aciunii maselor( oluia final vaavea caracter acid, bazic, neutru, n funcie de tria acidului/ bazei din sare( rurileacizilor tari cu baze tari, nu dau aceast reacie(

>( Acizi i baze n solveni neapoi&xist solveni amfiprotici, unii mai bazici, sau mai acizi dec*t apa:-amoniacul, este un solvent bazic, care favorizeaz disocierea acizilor( Amoniacul areun caracter slab acid- bazele tari disociaz n amoniac foarte puin(-alcoolul acetic, care este un solvent acid; amoniacul dizolvat n acid acetic secomport ca o baz tare( Acizii tari ionizeaz slab n acidul acetic; acidul percloricionizeaz considerabil i se folosete la titrarea bazelor or anice(

B( &lectrolii amfiprotici !amfoteri$unt substane care se comport fa de baze ca acizi, ced*ndu-le un proton i fa deacizi ca baze, accept*nd un proton de la acetia(&xemple:-aminoacizii: H. mol / 0 de H'l i tim c este un acid tare, care arereacia de ionizare, la dizolvarea n ap:

H'l !aW$ J H. " !l$ M H8" J !aW$ J 'l-!aW$Acid baza. acid. baza

B


7/17


8/17

p"H M =- pH M =- 8 M

>( 'aracterul soluiei este bazic, fiindc pH-ul este O @ (

Caz 3 Se tie pH-ul i trebuie s calculm: concentraia molar a %idroxidului decalciu, concentraiile molare ale ionilor de %idroniu, %idroxil; p"H-ul i s apreciemcaracterul acido-bazic al soluiei(

( Avem o soluie molar de 'a!"H$. i tim c este o baz de trie medie !n unele biblio rafii apare baz tare$, care are reacia de ionizare, la dizolvarea n ap:

'a!"H$ . !aW$ M 'a.J !aW$ J .H"-!aW$+aza acid baza.mol mol .moli

2erec%ea acid-baz conIu at este:'a!"H$ . !baz; molecula neutr$ R 'a.J !acidul lui conIu at; cation$

.( Kn soluiile apoase exist relaia:

pH J p"H M = p"H M =- pH M =- M =

p"H M -l PH"-Q M =; PH"-Q M -= mol/ 0

8( 'u ecuaia c%imic de mai sus i re ula de trei simpl se calculeaz concentraiamolar a soluiei de 'a !"H$. :

. mol de H"- (((((se obin din((((((((((((((((((((( mol de 'a!"H$.Atunci -= moli H"-(((((((((((((provin din (((((((((((((((((-=/ . moli de 'a!"H$.

5eci ' 9 a soluiei este ,>Y -= moli / 0 de 'a!"H$. sau > Y ->mol/0(

=( e calculeaz concentraia ionilor de %idroniu:

PH8"J

Q ( PH"-

Q M - =

! mol / 0$.

PH8" JQ M - = / > Y -> M ,. Y -7 ! mol/0$ M .Y- mol/ 0

>( 'aracterul soluiei este bazic, fiindc pH-ul este O @ (

Problema 2. 'onstantele de aciditate corespunztoare celor dou trepte de ionizare aacidului carbonic sunt: L M =,. ( -@ ; L . M =, ( - ( &xplic de ce L . SS L

Acidul carbonic !H. '" 8$ este un acid politropic, adic cedeaz doi protoni, n reaciade ionizare( 2rimul proton este cedat mai uor, fiindc este cedat de o molecul


9/17

neutr; al doilea proton este cedat de un ion ne ativ !H'"8-$, care cedeaz mai reu protonul, care este un ion cu sarcin pozitiv:H. '" 8 !aW$ J H. " !l$ M H8" J !aW$ J H'"8- !aW$ L Acid baza. acid. baza.

H'" 8- !aW$ J H. " !aW$ M H8" J !aW$ J '"8.- !aW$ L .Acid baza. acid . baza.

A e!"#e$ La a%#z## ar# la a%#z## 'lab#( %o!' a! a )e #o!#zare a *r#me# re* e e' ema# mare )e%+ %o!' a! a )e #o!#zare a %ele# )e a )o,a re* e.

Problema 3" soluie de acid acetic de concentraie , . 9 are constanta de aciditate,L a M , ( ->(

a$ crie ecuaia reaciei de ionizare a acidului acetic; b$ 5etermin prin calcul concentraia ionilor de %idroniu din aceast soluie(

6ezolvarea$ 'H8'""H !aW$ J H. " !l$ M H8" J!aW$ J 'H8'"" - !aW$ acid baza. acid. baza mol mol mol'onstanta de ec%ilibru se exprim n funcie de concentraiile molare:

L c M PH8" J Q(P'H8'"" - Q / P 'H8'""HQ(PH. "Q

L c ( PH. "Q M L a M constanta de aciditate( 1aloarea ei indic tria acidului(

L a M P H8" J Q(P 'H8'"" - Q / P 'H8'""HQ

b$ 5in ecuaia c%imic de mai sus se observ c la ec%ilibru concentraiile molare aleionilor aflai n soluie sunt e ale:PH8" J Q M P'H8'"" - Q

Knlocuim datele n ecuaia L a :, ( -> M P H8" J Q. / .( -.P H8" J Q M U , (-> / .( -. M U ,7( -8M U7(-= M8( -. mol/ 0

6M b$ 8(-.

mol/ 0 PH8"J

Q

Problema 'alculeaz radul de ionizare a unei soluii a unei soluii de%idroxilamin , 9, dac se cunoate constanta de ionizare L b M 7, ( -7( ubstanaeste baz(

6ezolvare

(6eacia de ionizare a %idroxilaminei este:H"


10/17

&ste o baz slab, fiindc constanta de bazicitate este foarte mic i se aplic formulade calcul:L b M N. ( c ; NM U L b/ c; LbM 7( -7; c M , M -

NM U L b/ c M U 7(-7 / - M U 7(-7J M 8( -=

6: 8( -=

Problema " soluie , 9 de acid acetic are radul de ionizare e al cu ,8= E('alculeaz constanta de aciditate !dou zecimale$ a acidului acetic(6ezolvare?radul de disociere al acidului acetic este mic, din molecule de acid acetic sedescompun in ioni, doar ,8=(e aplic formula simplificat a constantei de ionizare R le ea lui "st#ald:L 'H8'""H M N. ( cN M ,8= EM , 8=; cM ,L 'H8'""H M , 8=. ( , M , M , ( ->

Problema / " soluie de


11/17

c( Zn prezena unui exces de E acide calculeaz numrul de moli de H'l adu ai n plus:0a E moli de H'l(((((((((((((((se adau ((((( E H'l, moli H'l(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((44M , ( / M -8moli H'l vor fi n plusunt neutralizai , moli de '$( 'are este valoarea solubilitii n ap a acestei sriG

6ezolvareE' e o *roblem )e e% #l#br, )e 'ol,b#l# a e a ,!,# *re%#*# a(c%ema de rezolvare este: se scrie ecuaia c%imic a reaciei de disociere a acestei srin ap, care este o reacie reversibil, cu stabilirea unui ec%ilibru c%imic; se va scrievaloarea constantei la ec%ilibru, n care apare solubilitate precipitatului la .>'(

A 'l pp!aW$ M AJ !aW$ J 'l- !aW$


12/17

0a stabilirea ec%ilibrului c%imic la .> ', constanta de ec%ilibru se exprim n funciede concentraiile molare ale substanelor c%imice, care exist la acest moment nsoluia apoas:

Ls M PAJ !aW$Q ( P'l- !aW$Q / PA 'l ppQPA 'lppQ M concentrania molar a A 'l precipitat, care a disociat n ap; este ocantitate mic;PA J !aW$Q M concentraia molar a ionilor de A , care sunt la ec%ilibru, n soluie;P'l - !aW$Q M concentraia molar a ionilor de 'l, care sunt la ec%ilibru, n soluie'onsiderm c aceste dou concentraii molare ale ionilor sunt e ale cu solubilitateala .> ', notat cu , atunci ecuaia lui Ls va fi:

Ls ( PA 'l ppQ M PAJ !aW$Q. M .2rodusul Ls ( PA 'l ppQ M 2s2s M . M UpLs M U ( - M ( -> mol/0

olubilitatea A 'l este ( -> mol/0; se observ din reacia de disociere electrolitic aacestei sri, c mol de A 'l formeaz mol de AJ(6: ( -> mol/0

Problema 4.'are este concentraia de AJ !aW$ dintr-o soluie de > m0 ap care conine dePA !M / 8 ,B M , 8.@ mol/ 0.( &cuaiile de disociere electrolitice ale complexului i ale ionului complex sunt:PA !


13/17

Knlocuim n ecuaia constantei de disociere P PA JQ i vom avea valoarea:Ld M PAJQ (PP ,> AJQQ. / PA ! PAJQ8 / PA !( PAJQ8 / , 8.@

PA JQ8 M -@( , 8.@ / ,.> M , 8 ( -@M 8, ( -7

PA JQ M radical de ordinul 8 din 8, (-7M .,8>( -8mol / 0

6: PA JQ aprox .,8>(-8 mol/0(

Problema 17." soluie de clorur de amoniu are pHM>,8.( 'e mas de clorur de amoniu se afl n> m0 soluie( Lb pentru amoniac este , (->(

6ezolvareE' e o *roblem baza *e #)rol#za ,!e# ' r# format prin reacia unui acid tareH'l cu o baz salb


14/17


15/17

HA!aW$ M HJ!aW$ J A-!aW$acidLa M PHJQ ( PA-Q / PHAQ ; acest acid disociaz foarte puin, deci concentraia lui laec%ilibru c%imic se poate ne liIa(La M PHJQ ( PA-Q


16/17

-p"HM =- , 7M>, ; PH"-Q M ->, mol/0-pLa M -l La;p La 'H8'""H M =,@=; LaM -=,@=

( e scrie reacia de %idroliz a 'H8'""$

6ezolvareE' e o *roblem )e e% #l#br, a%#)o-baz#% 5! 'ol,"#e am*o!(Avem o soluie format dintr-un acid slab !'H8'""H$ i baza sa conIu at dinacetatul de sodiu !'H8'""


17/17

PH8" JQ M La PacidQ / PsareQPH8" JQ M concentraia ionilor de %idroniu din soluia tampon; se va calcula din ea pH-ulLaMconstanta de aciditate a acidului aceticPacidQMconcentraia molar a acidului acetic din soluia tamponPsareQMconcentraia molar a acetatului de sodiu din soluia tampon

&tape de rezolvare( e calculeaz concentraiile molare ale acidului acetic i ale acetatului de

sodiu n ,>0 soluie tampon:9 acid aceticMB ; 9 acetat de sodiuM .' 9 !'H8'""H$ M md/9(1s M / B ( ,>M , mol/0' 9 !'H8'"" M , .= mol/0

.( e nlocuiesc datele numerice n formula de calculare a concentraiei molare aionilor de %idroniu din soluia tampon:

PH8" JQ M La PacidQ / PsareQPH8" JQ M , ( -> ( , / , .=M ,.>( -> mol/0

8( e calculeaz pH-ul soluiei tampon:

pH-ul M -l PH8" JQ M -l ,.>( -> M -!l ,.> J l ->$ M - ,7 B J > M =,

6: =,

@

modele de probleme de echilibre chimice in apa si solutii apoase1

Documents