ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΓΙΝΟΜΕΝΟ ΙΟΝΤΩΝ ΝΕΡΟΥ Kw Το γινόμενο ιόντων νερού Κw εξαρτάται από: τα καταστατικά θερμοδυναμικά μεγέθη θερμοκρασία και πίεση, πράγμα που επιβάλλει η εξάρτηση του Κw από το Κο που είναι η θερμοδυναμική σταθερά χημικής ισορροπίας της αντίδρασης αυτοδιάστασης του νερού τη σύσταση του υδατικού διαλύματος δηλαδή από την ιοντική ισχύ του, πράγμα που επιβάλλει η εξάρτηση του Κw από την ενεργότητα του νερού και τους συντελεστές ενεργότητας των ιόντων υδρογόνου και υδροξυλίου Στους 25οC και σε μηδενική ιοντική ισχύ το γινόμενο ιόντων νερού παίρνει την τιμή 10-14
ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ Το δυναμικό υδρογόνου pH αποτελεί μέτρο της οξύτητας ή αλκαλικότητας των υδατικών διαλυμάτων pcH = -log[H+] Στο χημικώς καθαρό νερό που αποτελεί ένα χημικώς ουδέτερο μέσο, η συγκέντρωση υδρογονοϊόντων είναι 1.0010-7 Μ στους 25οC. Συνεπώς, ένα υδάτινο περιβάλλον εμφανίζει ουδέτερη συμπεριφορά όταν: pH = -log[1.0010-7] = -(-7) = 7 Ουδέτερο διάλυμα Ενώ όταν: pH = -log[H+] < -log[1.0010-7] = -(-7) = 7 Όξινο διάλυμα pH = -log[H+] > -log[1.0010-7] = -(-7) = 7 Βασικό διάλυμα ΑΥΣΤΗΡΟΣ ΟΡΙΣΜΟΣ pH
ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΙΟΝΙΣΜΟΣ ΑΣΘΕΝΩΝ ΟΞΕΩΝ ΚΑΙ ΒΑΣΕΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΙΟΝΙΣΜΟΣ ΑΣΘΕΝΩΝ ΟΞΕΩΝ ΚΑΙ ΒΑΣΕΩΝ ΣΧΕΣΗ Κa και Kb συζυγών ηλεκτρολυτών
ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΙΟΝΙΣΜΟΣ ΠΟΛΥΠΡΩΤΙΚΩΝ ΟΞΕΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΙΟΝΙΣΜΟΣ ΠΟΛΥΠΡΩΤΙΚΩΝ ΟΞΕΩΝ πάντα ισχύει ότι Κa1 > Κa2 > Κa3
ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ Ρυθμιστικό διάλυμα είναι κάθε διάλυμα που αντιστέκεται στις μεταβολές του pH όταν μικρές ποσότητες οξέος ή βάσης προστίθενται σε αυτό ή όταν αυτό αραιώνεται. Κάθε υδατικό διάλυμα ασθενούς οξέος και της συζυγούς του βάσης ή ασθενούς βάσης και του συζυγούς της οξέος μπορεί να θεωρηθεί σαν ρυθμιστικό διάλυμα Το πόσο καλό είναι ένα ρυθμιστικό διάλυμα, δηλαδή πόσο πολύ αντιστέκεται στις μεταβολές του pH εξαιτίας της προσθήκης μικρών ποσοτήτων οξέος ή βάσης, καθορίζεται από τη ρυθμιστική του χωρητικότητα (Buffer Capacity) ή δείκτη ρυθμιστικής ικανότητας (Buffer Index). Η ρυθμιστική χωρητικότητα εκφράζει τη ποσότητα σε γραμμομόρια μιας ισχυρής βάσης που απαιτείται να προστεθεί σε ένα λίτρο του ρυθμιστικού διαλύματος για να του αυξήσει το pH κατά μία μονάδα. Cb είναι η συγκέντρωση της ισχυρής βάσης στο ρυθμιστικό διάλυμα. ΔΡΑΣΗ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΗΑ/Α- Κάθε ρυθμιστικό διάλυμα ρυθμίζει καλύτερα το pH στη περιοχή του pK±1 μονάδες pH εξίσωση Henderson - Hasselbalch
Χημεία διαλυμένου διοξειδίου του άνθρακα ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ ΑΕΡΙΩΝ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ Νόμος Henry “η διαλυτότητα ενός αερίου σε ένα υγρό υπό σταθερή θερμοκρασία είναι ανάλογη της μερικής πίεσης του αερίου σε επαφή με το υγρό” Px είναι η μερική πίεση του αερίου στην αέρια φάση σε atm ΚΗ είναι η σταθερά του νόμου Henry που εξαρτάται από τη θερμοκρασία και τη φύση του αερίου Χημεία διαλυμένου διοξειδίου του άνθρακα
ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΥΔΡΟΛΥΣΗ ΙΟΝΤΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΥΔΡΟΛΥΣΗ ΙΟΝΤΩΝ Ενυδάτωση ιόντων Πρωτογενής στοιβάδα ενυδάτωσης. Στη περιοχή αυτή τα μόρια νερού είναι χημικά δεσμευμένα στο ιόν Δευτερογενής στοιβάδα ενυδάτωσης. Στη περιοχή αυτή τα μόρια νερού βρίσκονται σε τάξη εξαιτίας της επίδρασης του ηλεκτροστατικού πεδίου δυνάμεων του ιόντος. Το μέγεθος αυτής της περιοχής είναι ανάλογο του φορτίου και αντιστρόφως ανάλογο του μεγέθους του ιόντος Μεταβατική ζώνη. Είναι η ζώνη που διαχωρίζει τις περιοχές ενυδάτωσης από την αδιατάρακτη περιοχή του διαλύματος. Αδιατάρακτη περιοχή διαλύματος. Είναι η περιοχή όπου η ένταση του ηλεκτροστατικού πεδίου δυνάμεων του ιόντος είναι αμελητέα και συνεπώς τα μόρια νερού αυτής της περιοχής αγνοούν την ύπαρξη του ιόντος στο διάλυμα Το κύριο χαρακτηριστικό αυτών των αντιδράσεων ενυδάτωσης είναι ότι δεν έχουν καμιά επίδραση στο pH των διαλυμάτων. Όμως, πολλά ενυδατωμένα ιόντα αλληλεπιδρούν με τα μόρια του νερού μεταβάλλοντας το pH των διαλυμάτων. Αυτές οι χημικές αλληλεπιδράσεις ανάμεσα σε ενυδατωμένα ιόντα και μόρια νερού ονομάζονται αντιδράσεις υδρόλυσης ιόντων
ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΥΔΡΟΛΥΣΗ ΑΝΙΟΝΤΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΥΔΡΟΛΥΣΗ ΑΝΙΟΝΤΩΝ ΓΕΝΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΥΔΡΟΛΥΣΗΣ ΜΟΝΟΣΘΕΝΩΝ ΑΝΙΟΝΤΩΝ Την αντίδραση αυτή δίνουν όλα τα ανιόντα που αποτελούν τις συζυγείς βάσεις ασθενών οξέων ΓΕΝΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΥΔΡΟΛΥΣΗΣ ΠΟΛΥΣΘΕΝΩΝ ΑΝΙΟΝΤΩΝ
ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΥΔΡΟΛΥΣΗ ΚΑΤΙΟΝΤΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΥΔΡΟΛΥΣΗ ΚΑΤΙΟΝΤΩΝ ή Υδρολύονται πάντα τα ενυδατωμένα μεταλλοκατιόντα με μεγάλη επιδεκτικότητα πόλωσης, δηλαδή αυτά που απαντώνται προς τη δεξιά μεριά του περιοδικού πίνακα και είναι είτε στοιχεία μετάπτωσης είτε ανήκουν στις ΙΙΙα, ΙVα και Vα κύριες ομάδες του περιοδικού πίνακα Υδρόλυση ΝΗ4+
ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΥΔΡΟΛΥΣΗ ΙΟΝΤΩΝ pH ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ ΑΛΑΤΩΝ ΟΥΔΕΤΕΡΟ ΔΙΑΛΥΜΑ όταν δεν υδρολύεται κανένα από τα ιόντα του άλατος ΜΑ ΑΛΚΑΛΙΚΟ ΔΙΑΛΥΜΑ όταν υδρολύεται μόνο το ανιόν Α- ΟΞΙΝΟ ΔΙΑΛΥΜΑ όταν υδρολύεται μόνο το κατιόν Μ+ Υδατικά διαλύματα αλάτων στα οποία υδρολύονται τόσο τα ανιόντα όσο και τα κατιόντα. Στα διαλύματα αυτά το pH εξαρτάται από τη σχετική έκταση των αντιδράσεων υδρόλυσης των ανιόντων και κατιόντων. Το ιόν που αντιδρά σε μεγαλύτερη έκταση, δηλαδή αυτό που έχει μεγαλύτερη σταθερά υδρόλυσης καθορίζει το pH του διαλύματος