• Η θεωρία και η άσκηση στο άρθρο αυτό προέρχεται από την ενότητα 2.1.3 του βιβλίου  «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» – Κ. Καλαματιανός.   Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο:

  Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.

  

Το βιβλίο διατίθεται στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Σταδίου 24, Αθήνα  –  Αριστοτέλους 7, Θεσ/νίκη), Κορφιάτης (Ιπποκράτους 6, Αθήνα), Πατάκης, Σαββάλας-Βιβλιορυθμός (Ζωοδ. Πηγής 18 & Σόλωνος, Αθήνα), «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης (Χαριλάου Τρικούπη 26, Αθήνα) , Βιβλιοχώρα (Χαριλάου Τρικούπη 49, Αθήνα).

 Λεπτομερής περιγραφή του βιβλίου και αποσπάσματα του δίνονται στον παρακάτω ιστότοπο όπου είναι δυνατό να αγορασθεί και σε ειδική προνομιακή τιμή (περιορισμένος αριθμός βιβλίων).  Για τους τρόπους αγοράς του βιβλίου πατήστε εδώ.  Τα έξοδα αποστολής είναι δωρεάν εντός  Ελλάδας για απλό δέμα.

 https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

Το pH του διαλύματος ενός άλατος μπορεί να προβλεφθεί από την σχετική ισχύ του οξέος και της βάσης από την οποία προέρχεται. Έτσι λοιπόν ισχύει:

  • Τα άλατα που προέρχονται από ισχυρά οξέα και ισχυρές βάσεις δίνουν ουδέτερα διαλύματα (pH = 7) όταν διαλύονται στο νερό. Oύτε το κατιόν ούτε το ανιόν αντιδρά με το νερό.

Για παράδειγμα το NaCl προέρχεται από την αντίδραση της ισχυρής βάσης ΝaOH με το ισχυρό οξύ HCl. To pH του διαλύματος του είναι 7. Ούτε το Νa+ ούτε το Clαντιδρούν με το νερό.

  • Τα άλατα που προέρχονται από ισχυρή βάση και ασθενές οξύ δίνουν αλκαλικά διαλύματα (pH > 7) όταν διαλύονται στο νερό. Στην περίπτωση αυτή το ανιόν είναι μία σχετικά ισχυρή βάση που αντιδρά με το νερό και δίνει ΟΗ. To κατιόν δεν αντιδρά με το νερό. Παραδείγματα τέτοιων αλάτων είναι το NaF το ΝaClO.
  • Τα άλατα που προέρχονται από ισχυρό οξύ και ασθενή βάση δίνουν όξινα διαλύματα (pH < 7) όταν διαλύονται στο νερό. Στην περίπτωση αυτή το κατιόν είναι ένα σχετικά ισχυρό οξύ που αντιδρά με το νερό και δίνει Η3Ο+. Το ανιόν δεν αντιδρά με το νερό. Παραδείγματα τέτοιων αλάτων είναι το ΝΗ4Cl, FeCl3, Al(NO3)3.
  • Tα άλατα που προέρχονται από ασθενές οξύ και ασθενή βάση δίνουν όξινα ή βασικά διαλύματα (pH < 7 ή pH > 7) όταν διαλύονται καθώς και το ανιόν και το κατιόν αντιδρούν με το νερό. Το pH του διαλύματος καθορίζεται από το ιόν που έχει την μεγαλύτερη σταθερά ιοντισμού k το οποίο και υδρολύεται σε μεγαλύτερο βαθμό. Παράδειγμα τέτοιου άλατος είναι το ΝΗ4CΝ του οποίου διάλυμά του στο νερό έχει pH > 7. Το διάλυμα είναι αλκαλικό γιατί το CN (kb = 2,5 . 10-5) αντιδρά σε μεγαλύτερο βαθμό με το νερό από το ΝΗ4+ (ka = 5,6 . 10-10) ή διαφορετικά γιατί το CN είναι ποιο ισχυρή βάση από ότι το ΝΗ4+[1] (αρκεί μία σύγκριση των σταθερών ιοντισμού τους k).

Για το pH των διαλυμάτων αλάτων στο νερό ισχύει:

 

 ►  To pH διαλύματος άλατος που προέρχεται από ασθενές οξύ και ασθενή βάση καθορίζεται από το ιόν του άλατος που αντιδρά με το νερό σε μεγαλύτερο βαθμό (το ιόν με την μεγαλύτερη k για την αντίδρασή του με το νερό).

 ►  Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις το ιόν που προέρχεται από το ασθενές οξύ ή την ασθενή βάση καθορίζει το pH του διαλύματος.


 [1]

Αρκεί μία σύγκριση των σταθερών ιοντισμού τους k.

Άσκηση – Παράδειγμα  #2-24

Να προβλέψετε εάν τα υδατικά διαλύματα των παρακάτω ενώσεων είναι όξινα, αλκαλικά ή ουδέτερα: α) ΝΗ4Βr β) FeCl3  γ) Νa2CO3  δ) KClO4

Λύση:

α) Το ΝΗ4Βr είναι άλας που προέρχεται από την αντίδραση της ασθενούς βάσης ΝΗ3 και του ισχυρού οξέος ΗΒr. Επομένως με βάση τα παραπάνω το διάλυμά του θα είναι όξινο.

Συγκεκριμένα το ΝΗ4Βr ιοντίζεται πλήρως στο νερό:

To Br(προέρχεται από το ισχυρό οξύ ΗΒr) δεν αντιδρά με το νερό αφού είναι πολύ ασθενής βάση (συζυγής βάση ισχυρού οξέος). Επομένως δεν επηρεάζει το pH του διαλύματος. Το ΝΗ4+ (προέρχεται από την ασθενή βάση ΝΗ3) αντιδρά με το νερό ενεργώντας ως οξύ (συζυγές οξύ ασθενούς βάσης) και παράγει Η3Ο+ καθιστώντας το διάλυμα όξινο:

ΝΗ4+  +   Η2Ο  =   ΝΗ3  +  Η3Ο+

To διάλυμα επομένως του ΝΗ4Βr θα είναι όξινο.

Β)  Το FeCl3 είναι άλας που προέρχεται από την αντίδραση της βάσης Fe(OH)3 με το ισχυρό οξύ ΗCl. H πρόβλεψη είναι ότι το διάλυμα του θα είναι όξινο. Το FeCl3 ιοντίζεται πλήρως στο νερό:

FeCl3  — Η2Ο→   Fe+3  +  3 Cl

To Cl(προέρχεται από το ισχυρό οξύ ΗCl) δεν αντιδρά με το νερό αφού είναι πολύ ασθενής βάση (συζυγής βάση ισχυρού οξέος) και επομένως δεν επηρεάζει το pH του διαλύματος. O Fe+3 αντιδρά με το νερό ενεργώντας ως Lewis οξύ και παράγει Η+ κάνοντας το διάλυμα όξινο:

Fe+3  +  3 Η2Ο    =    Fe(OH)3    +   3 H+

γ) Το Νa2CO3 είναι άλας που προέρχεται από την αντίδραση της ισχυρής βάσης ΝαΟΗ και του ασθενούς οξέος Η2CO3. H πρόβλεψη είναι ότι το διάλυμα του θα είναι αλκαλικό. Το Νa2CO3 ιοντίζεται πλήρως στο νερό:

Νa2CO3    —− Η2Ο→  2Νa+  +   CO3-2

To Νa+ δεν αντιδρά με το νερό. Η τιμή του pH του διαλύματος επομένως επηρεάζεται μόνο από την υδρόλυση του CO3-2 το οποίο συμπεριφέρεται ως βάση (συζυγής βάση του ασθενούς οξέος Η2CO3) αντιδρά με το νερό και δίνει OH:

CO3-2   +    H2O    =    HCO3   +   OH

Το διάλυμα του Νa2CO3 είναι επομένως αλκαλικό.

δ) Το KClO4 είναι άλας που προέρχεται από την αντίδραση του ισχυρού οξέος ΗClO4 και της ισχυρής βάσης ΚΟΗ. Το Κ+ (συζυγές οξύ της ισχυρής βάσης ΚΟΗ) δεν αντιδρά με το νερό καθώς είναι πολύ ασθενές οξύ για να αντιδράσει. Το ClO4 επίσης δεν αντιδρά με το νερό καθώς είναι πολύ ασθενής βάση (η συζυγής βάση του ισχυρού οξέος ΗClO4). Το διάλυμα επομένως θα έχει το pH του απεσταγμένου νερού pH = 7.

Advertisements