Repetition inför delförhör 2 - Åbo Akademiusers.abo.fi/jwerkeli/Slideshows/Repetition12-18.pdfKapitel 14 Syror och baser Return to TOC Grafisk representation av olika syrors styrka

Repetition inför delförhör 2

Kapitel 12-18

Kapitel 1

Innehåll

Copyright © Cengage Learning. All rights reserved

Return to TOC

Kapitel 12 Kemisk kinetikKapitel 13 Kemisk jämviktKapitel 14 Syror och baserKapitel 15 Syra-basjämvikterKapitel 16 LöslighetsjämvikterKapitel 17 Kemisk drivkraftKapitel 18 Redoxjämvikter

Kemisk kinetik

Kapitel 12

Kapitel 12

Vatten, ett lösningsmedel


Return to TOC

Kemisk kinetik

Return to TOC

Definition

• Området inom kemi som berör reaktionshastigheter

Kapitel 12



Return to TOC

Kemisk kinetik

Return to TOC

2BrNO ⇌ 2NO + Br2

Kapitel 12



Return to TOC

Kemisk kinetik

Return to TOC

Hastighetsuttryck

• Rate = k[NO2]n

• k = hastighetskonstant• n = reaktionsordning

Kapitel 12



Return to TOC

Kemisk kinetik

Return to TOC

Arrhenius ekvation

k = A·e-Ea/RT

k = hastighetskonstantenA = frekvensfaktorEa = aktiveringsenergiR = gaskonstantenT = temperatur

Kapitel 12



Return to TOC

Kemisk kinetik

Return to TOC

Reaktionen 2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g) studerades vid flera temperaturer och följande värden på hastigahetskonstanten k erhölls:

k(s-1) T(oC)2.0 x 10-5 207.3 x 10-5 30 Beräkna aktiverings-2.7 x 10-4 40 energin Ea

9.1 x 10-4 502.9 x 10-3 60

Övning

Kemisk jämvikt

Kapitel 13

Kapitel 13

Kemisk jämvikt


Return to TOC

Koncentrationsprofil för H2O(g) + CO(g) ⇌ H2(g) + CO2(g)

Jämvikt

Tid

Kon

cent

ratio

n

&

&

Kapitel 13

Kemisk jämvikt


Return to TOC

• För den allmänna reaktionenjA + kB ⇌ lC + mD

• kan massverkans lag skrivas med hjälp av jämviktsuttrycket:

• där [X] är koncentrationen av ett löst ämne och K är jämviktskonstanten

Kl m

j k=C DA B

Massverkans lag (Guldberg & Waage 1864)

Kapitel 13

Kemisk jämvikt


Return to TOC

[ ][ ] [ ]322

23

HNNHK⋅

=( )

( ) ( )322

23

HpNpNHpKp ⋅

=

• För reaktionen: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

• Kp = K(RT)Δn

– Δn = differensen mellan de stökiometriska koefficienterna i jämviktsreaktionen (gaser)

– R = 0,08206 atm·l/(mol·K)

Gaskoncentrationer kan anges i mol/l och i atm

Kapitel 13

Kemisk jämvikt


Return to TOC

LLösandet av jämviktsproblem

1. Balansera reaktionslikheten.2. Teckna jämviktsuttrycket.3. Lista begynnelsekoncentrationerna.4. Beräkna Q och bestäm reaktionsriktningen.5. Definiera jämviktskoncentrationerna (med x).6. Inför koncentrationerna i jämviktsuttrycket 7. Bestäm jämviktskoncentrationerna ur

definitionen med x8. Kontrollera resultatet genom att beräkna K.

Kapitel 13

Kemisk jämvikt


Return to TOC

Vätgas och jodgas reagerar till gasformig vätejodid, Kp = 1.00 · 102. Till en början är– p(H2) = 1.000 · 10-2 atm,– p(I2) = 5.000 · 10-3 atm och– p(HI) = 5.000 · 10-1 atm.

Beräkna jämviktspartialtrycket för varje species.

Övning

Syror och baser

Kapitel 14

Kapitel 14

Syror och baser


Return to TOC

HA(aq) + H2O(l) ⇌ A−(aq) + H3O+(aq)syra bas konj.bas konj.syra

• konjugerad bas: det som kvarstår av syramolekylen efter att den dissocierat.

• konjugerad syra: bildas när en proton överförs till basen.

Konjugerade syra-baspar

Kapitel 14

Syror och baser


Return to TOC

HA(aq) + H2O(l) ⇌ A−(aq) + H3O+(aq)

Ka3H O AHA

H AHA

= =+ − + −

Syrakonstanten (Ka)

Kapitel 14

Syror och baser

Return to TOC

Grafisk representation av olika syrors styrka

Stark syra• fullständigt dissocierad

Svag syra• delvis dissocierad

Kapitel 14

Syror och baser


Return to TOC

Svaga syror

Kapitel 14

Syror och baser


Return to TOC

Vattnets autoprotolys

• Vatten är en amfotär förening (den kan fungera både som en syra och en bas).

H2O + H2O ⇌ H3O+ + OH−

syra bas konj.syra konj.bas

Kw = [H3O+] × [OH−] = 1 × 10−14 vid 25°C

Kapitel 14

Syror och baser


Return to TOC

• pH = −log[H+]• pH i vatten antar värden typiskt mellan 0 och 14.• Kw = 1.00 × 10−14 = [H+] [OH−]• pKw = 14.00 = pH + pOH• Då pH stiger, sjunker pOH (summan = 14.00).• I neutralt vatten är [H+] = [OH−] = 1.00 × 10−7

• pH = 7; neutral. pH > 7; basisk, pH < 7; sur

pH-skalan

Kapitel 14

Syror och baser


Return to TOC

Beräkna pH för en lösning

1. Lista upp de viktigaste molekylerna och jonerna i lösningen

2. Notera vilka ämnena som kan producera H+ (eller OH¯)och skriv ner reaktionslikheterna.

3. Avgör på basen av Ka den dominerande H+ donatorn vid jämvikt.

4. Skriv upp jämviktsuttrycket för den dominerande jämvikten.

5. Lista utgångskoncentrationerna i den dominerande jämvikten.

Kapitel 14

Syror och baser


Return to TOC

6. Avgör förändringen från utgångssituationen till jämvikt (som “x”).

7. Teckna jämviktskoncentrationerna som funktionav förändringen (x).

8. För in jämviktskoncentrationerna i jämviktsuttrycket.9. Bestäm x ur andragradsekvationen (alt. bestäm x den

“enkla vägen” och verifiera lösningen m.h.a. 5% regeln).10.Beräkna [H+] och pH ur jämviktsdefinitionen

Beräkna pH för en lösning (forts)

Kapitel 14

Syror och baser


Return to TOC

Beräkna pH för en 0.100 M vattenlösning av HOCl(aq) (vätehypoklorit/underklorsyrlighet)

Ka = 3.5 x 10-8

Övning

Syra-basjämvikter

Kapitel 15

Kapitel 15

Syra-basjämvikter


Return to TOC

Effekten av en gemensam jon

• Förskjuter jämviktstillståndet genom tillsatts av en jon som ingår i ett jämviktssystem.

• En direkt tillämpning av Le Châteliers princip.• Innebär en förskjutning av jämvikten då man

adderar en jon som deltar i jämviktsreaktionen.

HF(aq) ⇌ H+(aq) + F−(aq)

Tillsats av NaF(s) förskjuter jämvikten

Kapitel 15

Syra-basjämvikter


Return to TOC

En buffrad lösning

• motstår en förändring av sitt pH när antingen H+

eller OH¯ tillsätts.• En liter 0.50 M CH3COOH + 0.50 M CH3COONa

i samma lösning utgör en buffrad lösning medpH = 4.74

• En tillsats av 0.010 mol fast NaOH höjer lösningens pH till 4.76, en minimal förhöjning.

Kapitel 15

Syra-basjämvikter


Return to TOC

a) Beräkna pH för en vattenlösning med 1.0 M HF.

b) Beräkna pH för en vattenlösning med 1.0 M HF och 1.0 M NaF.

Ka, HF = 7.2 x 10-4

Övning

Löslighetsjämvikter

Kapitel 16

Kapitel 16



Return to TOC


• För fasta jonföreningar som delvis löser sig i

vatten (begränsad löslighet).

Bi2S3(s) ⇌ 2Bi3+(aq) + 3S2−(aq)

• Ksp = löslighetsprodukt

Ksp = [Bi3+]2[S2−]3

Kapitel 16



Return to TOC

Löslighetsprodukt

• Löslighetsprodukten (Ksp) är en jämviktskonstant som har ett värde för en given reaktion vid en viss temperatur.

• Lösligheten uttryckt i M eller g/l är bara en jämviktsposition.

Bi2S3(s) ⇌ 2Bi3+(aq) + 3S2–(aq)2 33+ 2

sp = Bi S −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦K

Kapitel 16



Return to TOC

Löslighetsprodukter vid 25°C

Kapitel 16



Return to TOC

Övning

Beräkna lösligheten för silverklorid i vatten. Ksp = 1.6 × 10–10

1.3×10-5 MBeräkna lösligheten för silverfosfat i vatten.

Ksp = 1.8 × 10–18

1.6×10-5 M

Kemisk drivkraft

Kapitel 17

Kapitel 17

Kemisk drivkraft


Termodynamikens andra lag

• Drivkraften för en spontan process är en ökning i universums totala entropi.

ΔSuniversum = ΔSsystem + ΔSomgivning

Kapitel 17

Kemisk drivkraft


Fri energi, G

ΔG = ΔH − TΔS(ur systemets synvinkel)

• En process (vid konstant T, P) är spontant i den riktning dit den fria energin minskar:

−ΔG motsvarar +ΔSuniv

Kapitel 17

Kemisk drivkraft


Övning

• Vid vilken temperatur vid 1 atm blir nedanstående process spontan dåΔH° = 31.0 kJ/mol och ΔS° = 93.0 J/K·mol?

Br2(l) → Br2(g)

• Vad kallas denna temperatur?

Elektrokemi

Kapitel 18

Kapitel 18

The Mole Redoxjämvikter


Return to TOC

Elektrokemi

• Läran om sambandet mellan kemisk och elektrisk energi

Kapitel 18



Return to TOC

Galvanisk cell och elektrolys

• Galvanisk cell • Elektrolys

katod anodkatodanod

Kapitel 18



Return to TOC

Halvreaktioner

• Redox-reaktionen delas upp i två halvreaktioner, en för oxidationen en för reduktionen.

8H+ + MnO4− + 5Fe2+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

• Reduktion: 8H+ + MnO4− + 5e− → Mn2+ + 4H2O

• Oxidation: 5Fe2+ → 5Fe3+ + 5e−

Kapitel 18



Return to TOC

Beskriv fullständigt den galvaniska cellen där följande halvreaktioner sker under standard-förhållanden:

Ag+ + e- → Ag E0 = 0.80 VFe3+ + e- → Fe2+ E0 = 0.77 V

Övning

Documents

Repetition inför delförhör 2 - Åbo Akademiusers.abo.fi/jwerkeli/Slideshows/Repetition12-18.pdfKapitel 14 Syror och baser Return to TOC Grafisk representation av olika syrors styrka