Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης 2ο κεφάλαιο Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης Γ΄ Λυκείου Διαλύματα ισχυρών οξέων - βάσεων εύρεση pH διαλύματος ισχυρού οξέος εύρεση pH διαλύματος ισχυρής βάσης αραίωση διαλύματος ισχυρού ηλεκτρολύτη προσθήκη καθαρής ουσίας σε διάλυμα ανάμειξη διαλυμάτων ίδιας ουσίας ανάμειξη διαλυμάτων δύο οξέων/βάσεων Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υπολογισμός pH διαλύματος ισχυρού οξέος Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

ιοντίζονται / παράγονται Διάλυμα ισχυρού οξέος Ισχυρά οξέα είναι το HClO4, HCl, HBr, HI, HNO3 και το H2SO4 (στο α΄ στάδιο). Έχουν πολύ μεγάλο βαθμό ιοντισμού, θεωρούμε ότι ιοντίζονται σε ποσοστό 100 %. Να βρεθεί το pH υδατικού διαλύματος Δ1 που έχει όγκο 2 L και περιέχει 0,02 mol ΗΝΟ3. Υπολογίζουμε τη συγκέντρωση του διαλύματος. Από τον ιοντισμό του υπολογίζουμε τη συγκέντρωση των ιόντων οξωνίου και στη συνέχεια το pH. αρχικές συγκεντώσεις 0,01 Μ - ιοντίζονται / παράγονται ιοντική ισορροπία Από τον αυτοϊοντισμό του νερού σχηματίζονται ιόντα Η3Ο+ και ιόντα ΟΗ− και η συγκέντρωση καθενός είναι μικρότερη από 10-7 Μ. Μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η [Η3Ο+] οφείλεται αποκλειστικά στον ιοντισμό του ΗΝΟ3, επομένως: [Η3Ο+] = 0,01 Μ και pH = 2 Επιστροφή στο μενού

Υπολογισμός pH διαλύματος ισχυρής βάσης Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

ιοντίζονται / παράγονται Διάλυμα ισχυρής βάσης Ισχυρές βάσεις είναι τα ευδιάλυτα υδροξείδια των μετάλλων δηλ. LiOH, KOH, NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 (τα οποία διίστανται) και ορισμένα ιόντα όπως NH2-, O2-, CH3O- Υδατικό διάλυμα (Δ), που έχει όγκο 100 mL, περιέχει 0,37 g υδροξειδίου του ασβεστίου Ca(OH)2 σε θερμοκρασία 25 °C. Να υπολογίσετε το pH του διαλύματος (Δ). Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες: Ca = 40, O = 16, H = 1 Υπολογίζουμε τη συγκέντρωσή του διαλύματος. Από τη διάσταση του υπολογίζουμε τη συγκέντρωση των ιόντων υδροξειδίου και στη συνέχεια το pH. αρχικές συγκεντώσεις 0,05 Μ - ιοντίζονται / παράγονται 0,05 M 2·0,05 M ιοντική ισορροπία 0,1 Μ Από τον αυτοϊοντισμό του νερού σχηματίζονται ιόντα Η3Ο+ και ιόντα ΟΗ− και η συγκέντρωση καθενός είναι μικρότερη από 10-7 Μ. Μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η [ΟΗ-] οφείλεται αποκλειστικά στη διάσταση του Ca(OH)2 άρα [OΗ-] = 0,1 Μ οπότε pOH = 1. Στους 25 °C ισχύει pH + pOH = 14 άρα pH = 13. Επιστροφή στο μενού

Αραίωση διαλύματος ισχυρού οξέος - ισχυρής βάσης Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Αραίωση διαλύματος ισχυρού ηλεκτρολύτη Όταν αραιώνουμε ένα διάλυμα: - η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας δεν μεταβάλλεται - η συγκέντρωση του διαλύματος μειώνεται - το pH του διαλύματος μεταβάλλεται - τα όξινα διαλύματα γίνονται λιγότερο όξινα (το pH τους αυξάνεται) - τα βασικά διαλύματα γίνονται λιγότερο βασικά (το pH τους μειώνεται). Ισχύουν οι σχέσεις: n1 = n2 οπότε C1V1 = C2V2 όπου C1 η συγκέντρωση του αρχικού διαλύματος και C2 η συγκέντρωση του αραιωμένου διαλύματος. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Αραίωση διαλύματος ισχυρού ηλεκτρολύτη Αραιώνουμε 300 mL υδατικού διαλύματος (Δ1) HΒr συγκέντρωσης 0,1 Μ με 2,7 L νερό. Να υπολογίσετε το pH του αραιωμένου διαλύματος (Δ2) που σχηματίζεται. Υπολογίζουμε τη συγκέντρωση του αραιωμένου διαλύματος. Ο όγκος του αραιωμένου διαλύματος είναι: V2 = V1+V(H2O) = 0,3 + 2,7 = 3 L και η συγκέντρωσή του (C2): Από τον ιοντισμό του υπολογίζουμε τη [Η3Ο+] και στη συνέχεια το pH αρχικές συγκεντώσεις 0,01 Μ - ιοντίζονται / παράγονται ιοντική ισορροπία Μπορούμε να θεωρήσουμε πως η συγκέντρωση των ιόντων οξωνίου οφείλεται αποκλειστικά στον ιοντισμό του ΗBr. Από τον αυτοϊοντισμό του νερού σχηματίζονται ιόντα Η3Ο+ και ιόντα ΟΗ− και η συγκέντρωση καθενός είναι μικρότερη από 10-7 Μ. άρα [Η3Ο+] = 0,01 Μ και pH = 2 Επιστροφή στο μενού

Αραίωση διαλύματος ισχυρού ηλεκτρολύτη Με ποια αναλογία όγκων πρέπει να αναμείξουμε νερό και υδατικό διάλυμα ΗΝΟ3 με pH = 1, ώστε να σχηματίσουμε διάλυμα με pH = 2; Από το pH υπολογίζουμε τη συγκέντρωση C1 του αρχικού διαλύματος Γράφουμε τον ιοντισμό του οξέος αρχικές συγκεντώσεις C1 - ιοντίζονται / παράγονται ιοντική ισορροπία Το αρχικό διάλυμα έχει pH = 1, άρα [Η3Ο+] = 0,1 Μ, άρα C1 = 0,1 Μ. Όμοια υπολογίζουμε τη συγκέντρωση C2 του τελικού διαλύματος Το τελικό διάλυμα έχει pH = 2, άρα [Η3Ο+] = 0,01 Μ, άρα C2 = 0,01 Μ. Υπολογίζουμε την αναλογία όγκων που ζητείται Θεωρήσαμε ότι η [Η3Ο+] οφείλεται αποκλειστικά στον ιοντισμό του ΗΝΟ3. Ο αυτοϊοντισμός του νερού δεν λήφθηκε υπόψη ως αμελητέος. Επιστροφή στο μενού

Προσθήκη διαλυμένης ουσίας σε διάλυμα Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Προσθήκη διαλυμένης ουσίας σε διάλυμα Όταν προσθέτουμε καθαρή ουσία σε διάλυμα, αυξάνεται η μάζα της διαλυμένης ουσίας και η μάζα του διαλύματος. Συνήθως όταν προσθέτουμε μικρές ποσότητες ο όγκος παραμένει σταθερός. Το διάλυμα που προκύπτει έχει μεγαλύτερη συγκέντρωση από το αρχικό διάλυμα, και την υπολογίζουμε ως εξής: n1 + nπροσθ = n2 οπότε C1V1 + nπροσθ = C2V2 Τα όξινα διαλύματα γίνονται πιο όξινα και το pH τους μειώνεται, αντίστοιχα τα βασικά διαλύματα γίνονται πιο βασικά καιτο pH τους αυξάνεται. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Προσθήκη διαλυμένης ουσίας σε διάλυμα Σε 500 mL υδατικού διαλύματος (Δ1) ΚΟΗ 0,2 Μ διαλύουμε 0,4 mol καθαρό ΚΟΗ χωρίς μεταβολή του όγκου. Να υπολογίσετε το pH του διαλύματος (Δ2) που σχηματίζεται στους 25 °C. Υπολογίζουμε τον αριθμό mol του ΚΟΗ στο αρχικό διάλυμα, τον αριθμό mol του ΚΟΗ στο τελικό διάλυμα και τη συγκέντρωση C2 του δ/τος Δ2. Δ1: n1 = C1·V1 = 0,2·0,5 = 0,1 mol Δ2: n2 = n1 + 0,4 = 0,5 mol. Από τη διάσταση του ΚΟΗ υπολογίζουμε τη συγκέντρωση των ιόντων υδροξειδίου και στη συνέχεια το pH αρχικές συγκεντώσεις 1 Μ - ιοντίζονται / παράγονται ιοντική ισορροπία Μπορούμε να θεωρήσουμε πως η συγκέντρωση των ιόντων OH- οφείλεται αποκλειστικά στη διάσταση του ΚΟΗ. Από τον αυτοϊοντισμό του νερού σχηματίζονται ιόντα Η3Ο+ και ιόντα ΟΗ− και η συγκέντρωση καθενός είναι μικρότερη από 10-7 Μ. άρα [ΟΗ-] = 1 Μ και pΟH = 0, σε 25 °C: pH + pOH = 14, οπότε pH = 14 Επιστροφή στο μενού

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ανάμειξη διαλυμάτων της ίδιας ουσίας Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Ανάμειξη διαλυμάτων ίδιας ουσίας Όταν αναμειγνύονται διαλύματα της ίδιας ουσίας το τελικό διάλυμα περιέχει τη συνολική ποσότητα της ουσίας. Εφαρμόζουμε τις σχέσεις: nτελ = n1 + n2 ή Cτελ·Vτελ = C1·V1 + C2·V2. Αναμειγνύουμε 200 mL υδατικού διαλύματος (Δ1) ΗΝΟ3 συγκέντρωσης 0,16 Μ με 300 mL υδατικού διαλύματος (Δ2) ΗΝΟ3 συγκέντρωσης 0,06 Μ. Να υπολογίσετε το pH του τελικού διαλύματος (Δ3) που σχηματίζεται. Υπολογίζουμε πόσα mol από κάθε βάση περιέχει κάθε αρχικό διάλυμα Το Δ1 περιέχει Από τον ιοντισμό υπολογίζουμε το pH Το Δ2 περιέχει Γράφουμε τον ιοντισμό του οξέος: Υπολογίζουμε τη συγκέντρωση του τελικού διαλύματος αρχικές συγκεντώσεις 0,1 M - ιοντίζονται / παράγονται ιοντική ισορροπία Το Δ3 περιέχει έχει όγκο To διάλυμα περιέχει [Η3Ο+] = 0,1 Μ, άρα pH = 1. Ο ιοντισμός του νερού παραλείπεται ως αμελητέος. Επιστροφή στο μενού

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Ανάμειξη διαλυμάτων δύο ισχυρών οξέων ή δύο ισχυρών βάσεων Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Ανάμειξη διαλυμάτων δύο ισχυρών οξέων Όταν αναμειγνύονται διαλύματα δύο ισχυρών οξέων ή δύο ισχυρών βάσεων, βρίσκουμε τις συγκεντρώσεις κάθε ουσίας στο τελικό διάλυμα. Κάνουμε όλους τους ιοντισμούς ή τις διαστάσεις, υπολογίζουμε τη συνολική συγκέντρωση των ιόντων οξωνίου ή των ιόντων υδροξειδίου του διαλύματος και από αυτή βρίσκουμε το pH. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Ανάμειξη διαλυμάτων δύο ισχυρών οξέων Αναμειγνύουμε 200 mL υδατικού διαλύματος (Δ1) ΚΟΗ συγκέντρωσης 0,2 Μ με 400 mL υδατικού διαλύματος (Δ2) ΝaΟΗ συγκέντρωσης 0,4 Μ, και αραιώνουμε το τελικό διάλυμα μέχρι όγκο 2 L. Να υπολογίσετε το pH του τελικού διαλύματος (Δ3) στους 25 °C. Υπολογίζουμε πόσα mol από κάθε βάση περιέχει κάθε αρχικό διάλυμα Από τις διαστάσεις υπολογίζουμε την ολική συγκέντρωση των ιόντων ΟΗ- και το pH ΚΟΗ → Κ+ + ΟΗ− Αντιδρούν 0,02Μ σχημ. 0,02Μ ΝaΟΗ → Νa+ + ΟΗ− Αντιδρούν 0,08Μ σχημ. 0,08Μ Το Δ1 περιέχει Το Δ2 περιέχει Υπολογίζουμε τις συγκεντρώσεις στο τελικό διάλυμα Η ολική συγκέντρωση των ιόντων υδροξειδίου είναι: [ΟΗ-] = 0,02 Μ + 0,08 Μ = 0,1 Μ. Από τον αυτοϊοντισμό του νερού σχηματίζονται ιόντα Η3Ο+ και ιόντα ΟΗ− και η συγκέντρωση καθενός είναι μικρότερη από 10-7 Μ. Μπορούμε να θεωρήσουμε πως η συγκέντρωση των ιόντων ΟΗ- οφείλεται αποκλειστικά στις δύο διαστάσεις, άρα pOH = -log(0,1) = 1 και σε 25 °C το pH = 13. Επιστροφή στο μενού