Chemia 3BT, 3FT, 3MTP 13.05.2020r.

13.05.2020r.

Temat: Podsumowanie wiadomości z działu –Reakcje w wodnych roztworach elektrolitów. (2h)

1. Stała równowagi chemicznej.

• Odwracalna reakcja może zachodzić w obie strony – od substratów do produktów i na odwrót.
• Równowaga to stan w którym szybkośc reakcji jest równa szybkości reakcji do niej odwrotnej. Produkty i substraty są wtedy w równowadze.
• Analizując jednoetapową reakcję odwracalną, w której został osiągnięty stan równowagi, przedstawioną w sposób ogólny poniższym schematem:

Ogólny schemat reakcji odwracalnej

aA + bB ⇔ cC +dD

można skład układu opisać prawem działania mas:

Prawo działania mas   K = [C]^c *[D]^d /[A]^a *[B]^b

K – stężeniowa stała równowagi chemicznej. Wielkość stała w danych warunkach temperaturowych i niezależna od wartości początkowych stężeń substratów.

[A], [B], [C], [D] – równowagowe stężenia molowe reagentów.

W stanie równowagi stosunek iloczynu stężeń produktów podniesionych do odpowiednich potęg do iloczynu stężeń substratów podniesionych do odpowiednich potęg równym współczynnikom stechiometrycznym w równaniu reakcji jest wielkością stałą w określonej temperaturze.

https://pl.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-equilibrium/equilibrium-constant/a/the-equilibrium-constant-k

Zadanie 1

Reakcja chemiczna przebiega według równania 2 A + 3 B    ⇔      2 C + 4 D. W stanie równowagi stężenia substratów oraz produktów wynoszą: [A] = [B] = 2 mol/dm³ , [C] = 1 mol/dm³, [D] = 4 mol/dm³ .

Oblicz stałą równowagi chemicznej tej reakcji.

K = [C]²*[D]⁴/[A]²*[B]³

K = [1]²*[4]⁴/[2]²*[2]³

K=256/32=8

Odpowiedź: Stała równowagi reakcji przedstawionej powyżej wynosi 8.

2. Reguła przekory

Jeżeli na układ będący w stanie równowagi zadziała czynnik zewnętrzny, który równowagę zaburzy, to w układzie zajdzie przemiana zmierzająca do zminimalizowania skutków działania tego czynnika i osiągnięcia nowego stanu równowagi.

Czynniki mające wpływ na stan równowagi chemicznej:

• Stężenie reagentów
• temperatura
• ciśnienie
• objętość

„równowaga przesunięta w prawo” →

• dodanie substratu,
• usuwanie produktu,
• ogrzewanie układu, w którym przebiega reakcja endotermiczna,
• chłodzenie układu, w którym przebiega reakcja egzotermiczna,
• wzrost ciśnienia w układzie, w którym przebiega reakcja ze zmniejszeniem objętości produktu względem substratu, (dla której vsubstratu > vproduktu),
• obniżenie ciśnienia w układzie, w którym przebiega reakcja ze zwiększeniem objętości produktu względem substratu, (dla której vsubstratu < vproduktu)

„równowaga przesunięta w lewo” ←

• dodanie produktu,
• usuwanie substratu,
• ogrzewanie układu, w którym przebiega reakcja egzotermiczna,
• chłodzenie układu, w którym przebiega reakcja endotermiczna,
• obniżenie ciśnienia w układzie, w którym przebiega reakcja, dla której v_substratu > v_produktu,
• wzrost ciśnienia w układzie, w którym przebiega reakcja, dla której v_substratu < v_produktu

https://www.youtube.com/watch?v=OxrhrVXLqQE

Zadanie 2.

Ustal, w którą stronę przesunie się stan równowagi chemicznej reakcji:

2 SO_2(g) + O_2(g)     ⇔       2 SO_3(g)           Δ H < 0, reakcja egzotermiczna

jeżeli:

1. dodamy tlenek siarki(IV),
2. usuniemy tlen,
3. ogrzejemy układ,
4. zmniejszymy ciśnienie
5. zwiększymy ciśnienie

Odpowiedź: Stan równowagi chemicznej przesunie się

1. w prawo
2. w lewo
3. w lewo
4. w lewo
5. w prawo

 

3. Odczyn roztworu – skala pH

Odczyn roztworu jest cechą roztworu określającą ,czy w roztworze znajduje się nadmiar jonów wodorowych (H+) – odczyn kwaśny ,czy nadmiar jonów wodorotlenkowych( OH-)-odczyn zasadowy, czy też są one w równowadze – odczyn obojętny.

[H⁺] > [OH^–] odczyn kwasowy

[H⁺] < [OH^–] odczyn zasadowy

[H⁺] = [OH^–] odczyn obojętny

Wodne roztwory kwasów wykazują odczyn kwaśny, a wodne roztwory wodorotlenków (zasady) – odczyn zasadowy.

pH<7 odczyn kwasowy

pH>7 odczyn zasadowy

pH=7 odczyn obojętny

Zadanie 3.

Oblicz stężenie jonów wodorowych i wodorotlenowych w roztworze wodorotlenku sodu o pH=10.

Odpowiedź :pH=10  to stężenie jonów wodoru [H⁺]=10^-10 mol/dm³

pH + pOH=14                        pOH=14-10=4  to stężenie jonów wodorotlenowych [OH^–]=10^-4 mol/dm³

 

4. Reakcje zobojętniania

Reakcja zobojętniania -jest to reakcja jonowa zachodząca pomiędzy kwasem i zasadą.

Zasada + kwas → sól + woda

Reakcja zobojętniania w zapisie jonowym, polega na łączeniu się kationów wodoru H⁺ (lub jonów oksoniowych H₃O⁺ ) z anionami wodorotlenkowymi OH^– ,w wyniku czego powstają niezdysocjowane cząsteczki wody H₂O.

H⁺ + OH^– → H₂O                   lub                   H₃O⁺ + OH^–→ 2 H₂O

Zadanie 4.

Zapisz równanie reakcji zobojętnienia w formie cząsteczkowej i jonowej zasady sodowej kwasem siarkowym (VI).

2NaOH + H₂SO₄→ Na₂SO₄ + 2H₂O

2Na⁺ + 2OH^–+ 2H⁺+ SO₄^2-→ 2Na⁺+ SO₄^2-+ 2H₂O

2OH^–+ 2H⁺→ 2H₂O

5. Reakcje strąceniowe

Reakcja strącania osadów – to reakcja chemiczna między jonami, które łącząc się dają trudno rozpuszczalny związek chemiczny. Najczęściej powstają osady wodorotlenków i soli, rzadko kwasów.

https://www.youtube.com/watch?v=PHRDRgini4M&list=RDCMUCQYPNNQExri6AG5NmQjmvNg&index=3

Zadanie 5

Narysuj schemat doświadczenia na podstawie podanego równania reakcji chemicznej. Uzupełnij współczynniki stechiometryczne i napisz to równanie stosując pełny zapis jonowy. Podkreśl jony, które biorą udział w reakcji chemicznej, oraz cząsteczkę, która powstaje w wyniku tej reakcji.

___ Na₃PO₄ + ___ Ca(NO₃)₂ → ___ Ca₃(PO₄)₂ + ___ NaNO₃

Zapis jonowy: ___

6. Hydroliza soli

Hydroliza jest to reakcja jonów soli z cząsteczkami wody.

sól + woda ↔ kwas + zasada

Hydrolizie ulegają sole:

– sole mocnych kwasów i słabych zasad, np.NH₄Cl
– sole słabych kwasów i mocnych zasad, np. CH₃COONa
– sole słabych kwasów i słabych zasad, np.CH₃COONH₄

Sole mocnych kwasów i mocnych zasad np. NaCl nie hydrolizują.

Zadanie 6 –Hydroliza soli

7. Stała i stopień dysocjacji

Stopień dysocjacji elektrolitycznej jest to stosunek liczby jonów powstałych w wyniku dysocjacji elektrolitycznej do całkowitej liczby cząsteczek elektrolitu wprowadzonych do roztworu.

α =n_z/n_w *100%

Zadanie 7.

Oblicz stopień dysocjacji, wiedząc, że zdysocjowało 5 moli cząsteczek a nie zdysocjowało 10 moli cząsteczek.

n_z=5 moli                    n_w= 10 moli +5 moli =15 moli

α =5moli/15moli *100% =33,3%

Stopień dysocjacji wynosi 33,3%.

Zadanie 8.

Oblicz stałą dysocjacji kwasu HF, wiedząc, ze w 1-molowym roztworze kwasu stopień dysocjacji wynosi 2,5%.

α=2,5%=0,025

C=1 mol/dm³

K=α²*C=0,025²  * 1=0,000625=6,25*10^-4

Stała dysocjacji wynosi 6,25*10^-4

Zadanie 9.

Stała dysocjacji kwasu azotowego (III) wynosi 2*10^-4. Przy jakim stężeniu molowym stopień dysocjacji będzie równy 3%.

Zadanie 10

Korzystając z teorii Bronsteda, napisz równania reakcji ilustrujące zachowanie amoniaku NH₃  i chlorowodoru HCl w wodzie. Określ rolę wody w każdym z tych procesów.

6. Zadania domowe

Rozwiąż zadania numer 5,6,9,10.

Rozwiązania zadań , proszę przesłać 13 maja do godziny 20.00 na podany wcześniej adres e-maila.

Informacja! Za tydzień 20 maja test online z działu – Reakcje w wodnych roztworach elektrolitów.

Instrukcja i link do testu zostaną umieszczone na e-dzienniku.

Pytania oraz informacje zwrotne, proszę kierować na podany adres e-mail lub poprzez dziennik elektroniczny, wpisując w tytule imię i nazwisko ucznia oraz klasę.

Pozdrawiam

Justyna Filipiak