ΧΗΜΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Ομάδας Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών Κεφ5 ΟΞΕΑ -ΒΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΙΟΝΤΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ( Επίδραση κοινού ιόντος). Ερωτήσεις - Ασκήσεις
από την Δήμητρα Σπανού χημικό, καθηγήτρια Δευτεροβάθμιας Εκ/σης 1ου Γυμνασίου Δάφνης
Κεφάλαιο «ΟΞΕΑ – ΒΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΙΟΝΤΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ» ΕKTΟΣ ΑΠΟ: υποενότητα «Ισχύς οξέων – βάσεων και μοριακή δομή» της παρ. «Ιοντισμός οξέων – βάσεων» και
παρ. «Γινόμενο διαλυτότητας».
υπό κατασκευή
Άσκηση1 (Κορέση Ντάση)
Η συγκέντρωση ιόντων Η3Ο+ ενός διαλύματος υδρόθειου 0,1Μ μπορεί να ρυθμιστεί με την προσθήκη υδροχλωρικού οξέος. Σε ποια τιμή πρέπει να ρυθμιστεί η συγκέντρωση αυτή ώστε το διάλυμα να παρουσιάζει συγκέντρωση ιόντων θείου 10-19grion/lt. H ολική σταθερά διάστασης του υδρόθειου είναι Κα= 1,3 .10-20
Η2S + 2H2O <--> 2H3O+ + S-2
Αρχικά 0,1mol/lt Η2S
διιίστανται χ , παράγονται Χ grion/lt S-2 και 2χ grion/lt [Η3Ο+] απομένουν (0,1-χ ) mol/lt Η2S
όμως χ= 10-19 για το [S-2] και χ= 2.10-19= [S-]
HCL (δ) + Η2Ο --> Η3Ο+ + Cl-
Η συγέντρωση είναι άγνωστη χ1mol/lt όμως το ισχυρό οξύ HCl διίσταται πλήρως και δίνει χ1 grion/lt [Η3Ο+] και grion/lt [Cl-]
H συνολική συγκέντρωση [Η3Ο+] προέρχεται και από το Η2S και από το HCL και είναι: [Η3Ο+] = χ1 + 2.10-19. Επειδή Κα είναι μικρή μπορούμε να υποθέσουμε πως [Η3Ο+] = χ1 + 2.10-19 ~χ1
Ακόμα τα (0,1-χ ) mol/lt Η2S που απομένουν θεωρούνται ίσα με 0,1. 0,1-χ~0,1
Από την σταθερά ΧΙ του υδρόθειου έχουμε Κα= [Η3Ο+]2 [S-2]/Η2S έχουμε 1,3 .10-20=χ12.10-19 /0,1 -->
X12=1,3 .10-2 --> χ1= 0,114
1. Ερώτηση
Αν σε υδατικό διάλυμα ασθενούς οξέος CH3COOH προσθέσουμε ισχυρό οξύ Hcl ,
α) τι θα συμβεί στις συγκεντρώσεις: [CH3COO-] , [Η3Ο+] , [CH3COOH ] , [Hcl ]. ; Αύξηση, μείωση ή σταθερότητα;
Η [Η3Ο+] θα αυξηθεί γιατί στα [Η3Ο+] θα προσθεθούν και τα [Η3Ο+] από το Hcl λόγω
1. Στην σταθερά ιονισμού του CH3COOH στην αντίδραση CH3COOH +Η2Ο <--> [CH3COO-] + [Η3Ο+] είναι
Κα =[CH3COO-] . [Η3Ο+]/[CH3COOH ]
Με προσθήκη ισχυρού οξέος που διίσταται πλήρως Hcl + Η2Ο <--> cl - + Η3Ο+
ελευθερώνονται Η3Ο+ στο διάλυμα
θα αυξηθεί τότε ο αριθμητής λόγω αύξησης [Η3Ο+]. Πρέπει ανάλογα να αυξηθεί και ο παρονομαστής (αδιάστατα μόρια CH3COOH) άρα θα μειωθεί ο βαθμός διάστασης του CH3COOH και θα μειωθούν επίσης και τα CH3COO-.
2. Άλλος τρόπος : Σύμφωνα με την αρχή του le Chatellier αύξηση των προιόντων στο δεύτερο μέλος της αντίδρασης θα οδηγήσει την ισορροπία προς τα αριστερά ώστε να εξουδετερώσει την αύξηση της συγκέντρωσης . άρα καταλήγουμε στα ίδια συμπεράσματα με την εξήγηση 1
2. Ερώτηση
Έχουμε δύο διαλύματα που το ένα περιέχει ΝΗ3 και το άλλο ΝΗ3 και ΝΗ4Cl. Ποιο από αυτά έχει τον μεγαλύτερο βαθμό ιοντισμού της ασθενούς βάσης ΝΗ3; Ποιο έχει το μεγαλύτερο PH;
Απάντηση
Η αμμωνία διίσταται μερικώς και δίνει κατιόντα αμμωνίου και ανιόντα υδροξυλίου
ΝΗ3 +Η2Ο <--> ΝΗ4+ + ΟΗ- συμφωνα με την σχέση Κβ = [ ΝΗ4+] [ΟΗ-]/[NH3] (1) Kb =ac.ac/c-ac ;h Kb = a2c/1-a εάν a είναι ο βαθμός διάσπασης
και το χλωριούχο αμμώνιο διίσταται εξ ολοκλήρου και δίνει κατιόντα αμμωνίου και ανιόντα χλωρίου
ΝΗ4Cl --> NH4+ + Cl- και αν c΄ η συγκέντρωση του άλατος θα διασταθεί όλο και θα προκύψουν c΄ κατιόντα αμμων'ιου
Έτσι η συγκέντρωση αμμωνίου θα αυξηθεί και θα γίνει a1c + c΄Άρα πρέπει να μειωθεί η συγκέντρωση ΟΗ- ώστε να διατηρείται η σχέση (1)
Κβ = [ ΝΗ4+] [ΟΗ-]/[NH3] (1) γίνεται Kb =a1c.(a1c + c)/c-a1c άρα a1c< a c ή a1< a
Άλλος τρόπος είναι να το ερευνήσουμε σύμφωνα με την αρχή le chatelier . Η αύξηση ενός συστατικού στο δεύτερο μέλος θα οδηγήσει την ισορροπία προς τα αριστερά ώστε να εξουδετερώσει την μεταβολή (αύξηση) αυτή. Άρα ο βαθμός διάστασης θα είναι μικρότερος
3. Ερώτηση
Γιατί σε διάλυμα που περιέχει ισχυρό οξύ και άλας με κοινό ανιόν δεν εφαρμόζεται η επίδραση κοινού ιόντος
Απάντηση
Το ισχυρό οξύ ΗΑ διίσταται εξ ολοκλήρου ΗΑ +Η2Ο --> Η3Ο+ + Α- και για αυτόν τον λόγο δεν επιρρεάζεται από το κοινό ιόν
4. Ερώτηση
Τι θα συμβεί αν σε διάλυμα ασθενούς οξέος ΗΑ προσθέσουμε μια μικρή ποσότητα ισχυρής βάσης ΒΟΗ
Απάντηση
Η βάση θα αντιδράσει με μέρος από το οξύ και θα δώσει άλας και νερό
ΗΑ + ΒΟΗ --> Η2Ο + ΒΑ
Έτσι θα έχουμε στο διάλυμα το οξύ που περίσσεψε ΗΑ που διίσταται μερικώς ΗΑ +Η2Ο <--> Η3Ο+ + Α-
και το άλας ΒΑ --> Β+ + Α- Έχουμε επίδραση κοινού ιόντος Α- που θα μείωσει την διάσταση του οξέος ΗΑ και
και το άλας που παράχθηκε από την εξουδετέρωση ΒΑ. Τα άλας σαν ετεροπολική ένωση θα διασταθεί εξ ολοκλήρου και το ανιόν Α- θα επιδράσει στην διάσταση του ασθενούς οξέος γιατί έχουμε κοινό ιόν. Η διάσταση θα μειωθεί όπως και ο βαθμός διάστασης του οξέος ΗΑ
5. Ασκηση
Σε 200ml διαλύματος Δ1 που περιέχει CH3COONa με συγκέντρωση 0,4Μ προσθέτουμε 200ml διαλύματος Δ2 που περιέχει και NaOH με συγκέντρωση 2Μ οπότε προκύπτει διάλυμα Δ3. Να βρείτε α. τον βαθμό ιοντισμού του CH3COO-
β. το PH του διαλύματος Δ3
Λύση
α.Αρχικά βρίσκουμε τις νέες συγκεντρώσεις σε ml /lt μετά την ανάμειξη. V1 =200ml V2=200 ml V3=V1+V2=400ml
C1=0,4ml/lt , C2=2mol/lt
C1V1=C1΄(V1+V2) αντικαθιστούμε και λύνουμε c1' = C1V1/(V1+V2)και C2' = C2V2/(V1+V2)
Το άλας CH3COONa διίσταται σε ιόντα CH3COO- και Na+
Με το νερό αντιδρά το CH3COO- σαν ασθενής βάση ως εξής
(1) CH3COO- + Η2Ο <--> CH3COOΗ + ΟΗ- και η συγκεντρώσεις προσδιορίζονται από την Κβ
Η βάση NaOH διίσταται εξ ολοκλήρου γιατί είναι μια από τις ισχυρές βάσεις ως εξής :
(2) ΝαΟΗ --> Να+ + ΟΗ- Τα ιόντα αυτά βρίσκονται σκορπισμένα στο διάλυμα και δεν αντιδρούν
Στον υπολογισμό των συγκεντρώσεων στην
ΠΗΓΕΣ
ν. Κορέση - α. Ντάση
https://panagiotisathanasopoulos.gr/wp-content/uploads/2013/07/xglk_math11_site.pdf