Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης 2ο κεφάλαιο Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης Γ΄ Λυκείου Οξέα - Βάσεις - Άλατα Διάσταση - Ιοντισμός pH Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Χημικοί δεσμοί Χημικοί δεσμοί Ιοντικοί δεσμοί - Δυνάμεις Coulomb Ομοιοπολικοί δεσμοί - Ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις Πολικοί και μη πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ηλεκτρολύτες Θεωρία ηλεκτρολυτικής διάστασης κατά Arrhenius Ορισμός οξέος - βάσης - άλατος κατά Arrhenius “Oξέα είναι οι χημικές ουσίες που ελευθερώνουν κατιόντα υδρογόνου στα υδατικά τους διαλύματα” και “Bάσεις είναι οι χημικές ουσίες που ελευθερώνουν ανιόντα υδροξειδίου στα υδατικά τους διαλύματα”. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Διάσταση Η διαδικασία με την οποία εμφανίζονται τα προϋπάρχοντα ιόντα σε υδατικά διαλύματα ιοντικών ενώσεων λέγεται διάσταση. Διίστανται τα άλατα και τα υδροξείδια των μετάλλων Κατά τη διάλυση στο νερό εξασθενίζουν οι δυνάμεις Coulomb λόγω των μορίων του νερού που παρεμβάλλονται ανάμεσα στα ιόντα. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Διάσταση Η διάσταση του χλωριούχου νατρίου περιγράφεται με την εξίσωση: Πιο σύντομα περιγράφεται με την εξίσωση: Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ιοντισμός Η διαδικασία με την οποία δημιουργούνται ιόντα σε υδατικά διαλύματα μοριακών ενώσεων λέγεται ιοντισμός. Ιοντίζονται τα οξέα και οι ομοιοπολικές βάσεις (αμμωνία, αμίνες και άλλες). Ιοντισμός του υδροχλωρίου (πλήρης) και της αμμωνίας (μερικός) Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Οξέα - Βάσεις κατά Brönsted - Lowry Οξύ είναι μια ουσία που μπορεί να δώσει ένα ή περισσότερα πρωτόνια και βάση είναι μια ουσία που μπορεί να δεχθεί ένα ή περισσότερα πρωτόνια. ΔΕΝ βάζει τον περιορισμό κατά Arrhenius του διαλύτη - νερό. Στην αντίδραση που ακολουθεί η αμμωνία δέχεται πρωτόνιο (άρα είναι βάση) και το νερό δίνει πρωτόνιο (άρα είναι οξύ). Στην αντίστροφη πορεία το αμμώνιο δίνει πρωτόνιο (άρα είναι οξύ) και το ανιόν υδροξειδίου δέχεται πρωτόνιο (άρα είναι βάση) Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Οξέα - Βάσεις κατά Brönsted - Lowry Στην αντίδραση που ακολουθεί το νερό συμπεριφέρεται ως οξύ και η αμμωνία ως βάση (στην αντίστροφη πορεία το αμμώνιο ως οξύ και το ανιόν υδροξειδίου ως βάση). Στην αντίδραση που ακολουθεί το νερό συμπεριφέρεται ως βάση και το υδροκυάνιο ως οξύ (στην αντίστροφη πορεία το ανιόν κυανίου ως βάση και το οξώνιο ως οξύ). Το νερό δρα άλλοτε ως οξύ και άλλοτε ως βάση. Τέτοιες ουσίες λέγονται αμφιπρωτικές ή αμφολύτες. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Οξέα - Βάσεις κατά Brönsted - Lowry Δεν μπορεί να εκδηλωθεί όξινος χαρακτήρας χωρίς την παρουσία βάσης, και αντίστροφα. Ένα οξύ αποβάλλει πρωτόνιο και μετατρέπεται σε βάση. Το οξύ και η αντίστοιχη βάση λέγονται συζυγή. Το οξύ σε σχέση με τη συζυγή του βάση έχει ένα πρωτόνιο περισσότερο. Όσο πιο ισχυρό είναι το οξύ (όσο δηλαδή μεγαλύτερη τάση έχει να δίνει πρωτόνια), τόσο πιο ασθενής είναι η συζυγής του βάση (τόσο δηλαδή μικρότερη τάση έχει να δέχεται πρωτόνια) και αντίστροφα. Ως οξέα και βάσεις συμπεριφέρονται και ιόντα. Με τη θεωρία των Brönsted - Lowry ερμηνεύονται οι αντιδράσεις μεταφοράς πρωτονίων Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Ισχυροί και ασθενείς ηλεκτρολύτες Τα άλατα και τα υδροξείδια των μετάλλων (ιοντικές βάσεις) είναι ετεροπολικές ενώσεις και όταν διαλύονται στο νερό διίστανται πλήρως (100 %). Τα οξέα, η αμμωνία, οι αμίνες και ορισμένα άλλα σώματα είναι ομοιοπολικές ενώσεις. Κατά τη διάλυσή τους στο νερό αντιδρούν κατα Brönsted - Lowry με αυτό και ιοντίζονται. Ορισμένα από αυτά ιοντίζονται πλήρως και ορισμένα μερικώς. Τα άλατα, τα υδροξείδια των μετάλλων, και τα οξέα που ιοντίζονται πλήρως λέγονται ισχυροί ηλεκτρολύτες. Οι υπόλοιποι ηλεκτρολύτες λέγονται ασθενείς. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ιοντισμός των οξέων Ισχυρά οξέα: Ιοντισμός ισχυρού οξέος: Ιοντισμός ασθενούς οξέος: Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Ιοντισμός των πολυπρωτικών οξέων H2SO4 H2S Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Διάσταση - Ιοντισμός των βάσεων Διάσταση ισχυρής ιοντικής βάσης: Διάσταση ισχυρής ομοιοπολικής βάσης: Ιοντισμός ασθενούς βάσης: Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Βαθμός ιοντισμού (α) Ο βαθμός ιοντισμού είναι η απόδοση της αντίδρασης ιοντισμού. Είναι ίσος με το πηλίκο του αριθμού των mol του ηλεκτρολύτη που ιοντίζονται προς το συνολικό αριθμό των mol του ηλεκτρολύτη. Παίρνει τιμές από 0 μέχρι 1. Στους ισχυρούς ηλεκτρολύτες α = 1 Στους ασθενείς ηλεκτρολύτες 0 < α < 1 Ο βαθμός ιοντισμού εξαρτάται από τη συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη, τη θερμοκρασία του διαλύματος, τη φύση του διαλύτη, τη φύση του ηλεκτρολύτη, και την παρουσία κοινού ιόντος. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ιοντισμός του νερού Το νερό έχει πυκνότητα 1 g/mL άρα 1000 mL νερό ζυγίζουν 1000 g. Η συγκέντρωση του νερού είναι σταθερή 55,55 Μ, παραλείπεται από την έκφραση της σταθεράς ισορροπίας Kw. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ιοντισμός του νερού Η σταθερά Kw εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία. Οι αντιδράσεις ιοντισμού είναι ενδόθερμες, άρα με την αύξηση της θερμοκρασίας μετατοπίζονται προς τα δεξιά, άρα με την αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνεται η τιμή της Κw. Σε θερμοκρασία 25 °C ισχύει Kw = 10-14 Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ιοντισμός του νερού Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ιοντισμός του νερού Η ισορροπία ιοντισμού του νερού επικρατεί σε όλα τα υδατικά διαλύματα άρα σε όλα τα υδατικά διαλύματα: Στο καθαρό νερό ισχύει: Στα διαλύματα των οξέων ισχύει: Στα διαλύματα των βάσεων ισχύει: Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr pH pH = -log[H3O+] pOH = -log[OH-] Στο καθαρό νερό 25 °C ισχύει: pH = pOH = 7 Στα διαλύματα των οξέων 25 °C ισχύει: pH < 7 < pOH Στα διαλύματα των βάσεων 25 °C ισχύει: pH > 7 > pOH pH + pOH = pKw pH + pOH = 14 σε 25 °C Σε κάθε διάλυμα υπάρχουν και κατιόντα οξωνίου και ανιόντα υδροξειδίου. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr