Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás IX-X.

Átírás

1 Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás IX-X. A réz(i)-oxid és a lecsapott kén előállítása Metallurgia, a fém mangán előállítása Megfordítható redoxreakciók Szervetlen vegyületek hőbomlása A ph-számítás alapeseteinek áttekintése A jegyzet számítási példáinak helyes megoldásai ph számítási mintapéldák, ecetsav, szénsav és foszforsav alapú pufferrendszerek jellemzése, lúgos pufferoldatok, az ammónium/ammónia rendszer pufferkapacitása

2 A réz(i)-oxid előállítása a réz(ii)-ion klorokomplexének előállítása és redukciója: a redukálószer feleslegének eltávolítása: hűtés és hígítás: a réz(i)-oxid előállítása átlúgosítással: a termék levegőérzékeny:

3 a kén oldódása Ca(OH) 2 -oldatban (diszproporció): pentaszulfiddá alakulás: A lecsapott kén előállítása 0 S +4 O - S O O - savanyításra kénkiválás: miért kell (kevés) sósavat használnunk? - kénsavval: - salétromsavval: - sósav feleslegével:

4 Metallurgia Fémek iparilag gazdaságos előállítása érceikből redukcióval.

5 A fémmangán előállítása a mangán-dioxid aluminotermiás redukciója túl heves reakció: a mangán-dioxid kihevítésével keletkező hausmannitot: kevéssé hevesen redukálja az alumínium: a mangán feloldása sósavban, illetve forró vízben (H 2 -fejlődés) a mangán lúgos oxidatív feltárása (oldhatóvá tétele): a manganát diszproporciója savas közegben:

6 Megfordítható redoxireakciók I. Milyen ph-tartományban instabil (diszproporcionálódik) a manganátion? 2 MnO 2 + MnO H + 2 MnO + MnO H 2 O a két részreakció: MnO + e = MnO MnO H 2 O + 2 e = MnO OH

7 Megfordítható redoxireakciók II. savas közegben a hidrogén-peroxid gyenge redukálószer, oxigén fejlődik belőle lúgos közegben a hidrogén-peroxid erős oxidálószer, vízzé redukálódik:

8 Szervetlen vegyületek hőbomlása I. Savak és bázisok 1. Illékony oxosavak: 2. Tűzálló savak: 3. Fém-hidroxidok hőbomlása: 4. A fém-oxidok hőbomlása: nemesfém-oxidok: a vegyértékváltó fémek oxidjai az adott hőmérsékleten legstabilisabb oxidra bomlanak:

9 Szervetlen vegyületek hőbomlása II. Sók 5. Szabályos sók: (illékony savanhidrid) (tűzálló sav sója) 6. Savanyú sók: 7. Ammóniumsók hőbomlása:

10 A ph-számítás alapeseteinek áttekintése

11 Elírások a jegyzet elektrokémiai példáinál ( oldal) Megoldások: 3.E MF = 0,45 V 5.E MF = 0,436 V 7.K a = 1,8 10 7

12 Elírások a jegyzet ph-számítási példáinál ( oldal) Feladatszöveg: 44. a ph 5, cm 3 12,30 ph-jú Ba(OH) ph-ja 12,0 72. ahhoz 5 cm 3 0,1 M salétromsavat adunk? Megoldások: 14. ph = 5, ,18 cm ,0147 m/v% 23. 0,025 m/v% 25. ph = 10, cm ,5-szörösére 31. ph jó, α 1 =0,02; α 2 =0, ph = 11,63 41.K a = 1, K b = K b = 3, ph = 8, ph = 4, ph = 7,90 54.K b = ; 0,084 m/v% 57. ph = 4, ph = +2, cm ph = +0, ph = 1, ,13 g 69. 8,08 g ,4 cm ph 2 = 0, ph = 9,95

13 ph-számítási mintapéldák P1. Egy 4-es ph-jú perklórsavoldathoz azonos térfogatú: a, 2-es ph-jú perklórsavoldatot, b, 12-es ph-jú NaOH-oldatot öntünk. Mekkora a keletkező oldatok ph-ja? a, b,

14 P2. Hány m/v%-os az a kénsavoldat, amelynek ph-ja azonos a 0,5 M hangyasavoldatéval? K a = 1, M(H 2 SO 4 ) = 98 g/mol + 2 HCOOH HCOO + H + [H ] Ka = c + [H ] HCOOH

15 P3. 30,0 g 8,0 m/m%-os Ba(NO 2 ) 2 -oldatot 1,5 literre hígítunk. Mekkora a keletkező oldat ph-ja, ha K a (HNO 2 ) = 5, ? M[Ba(NO 2 ) 2 ] = 229,3 g/mol

16 P4. A metilamin az ammóniához hasonló, egyértékű gyenge bázis. Mekkora a vegyület bázisállandója, ha hidrokloridjának 0,05 M oldatában a ph 6,00?

17 Savas pufferoldatok savas puffer: gyenge sav + konjugált bázisa összemérhető mennyiségben CH 3 COOH CH 3 COO + H + + [ H ] [CH3COO ] 5 Ka = = 2 10 [CH COOH] 3 Henderson-Hasselbalch egyenlet:

18 P5. Egy pufferoldatbanc ecetsav = 0,2 M és c Na-acetát = 0,1 M. Mennyi az oldat ph-ja? Mennyi az oldat pufferkapacitása erős savra és erős bázisra számítva? CH 3 COOH CH 3 COO + H + K s (ecetsav)= K a = [H + ] [CH3COO [CH COOH] 3 ]

19 Ecetsav-acetát rendszer pufferkapacitása [CH 3 COOH] + [CH 3 COO ] = 0,3 M 0.4 pufferkapacitás [M] ph

20 0.4 Ecetsav-acetát rendszer pufferkapacitása [CH 3 COOH] + [CH 3 COO ] = 0,3 M [CH 3 COOH] + [CH 3 COO ] = 0,6 M pufferkapacitás [M] ph

21 Szénsav alapú pufferrendszerek 0.4 [H 2 CO 3 ] + [HCO 3 ] + [CO 3 2 ] = 0,2 M pufferkapacitás [M] [H 2 CO 3 ] [HCO 3 ] [CO 3 2 ] ph

22 Foszforsav alapú pufferrendszerek [H 3 PO 4 ] + [H 2 PO 4 ] + [HPO 4 2 ] + [PO 4 3 ] = 0,2 M 0.4 pufferkapacitás [M] [H 3 PO 4 ] 0.1 [H 2 PO 4 ] [HPO 4 2 ] ph

23 P6. Mekkora tömegű kálium-formiátot (M=84,12 g/mol) kell feloldani 50 cm 3 0,1 M salétromsavban, hogy annak ph-ja 3,0 egységgel megváltozzon? K a = 1,

24 Lúgos pufferoldatok lúgos puffer: gyenge bázis + konjugált savja összemérhető mennyiségben

25 Ammónium/ammónia rendszer pufferkapacitása 0.4 [NH 4+ ] + [NH 3 ] = 0,2 M pufferkapacitás [M] [NH 4+ ] [NH 3 ] ph

26 P cm 3 0,4 M ammóniaoldathoz 50 cm 3 0,5 M sósavat öntünk. Mennyi a keletkezett pufferoldat ph-ja, valamint sav- és lúgkapacitása? K b (NH 3 )= NH 3 + HCl = NH Cl ph számítás: savkapacitáshoz:

27 P cm 3 0,4 M ammóniaoldathoz 50 cm 3 0,5 M ammónium-kloridot öntünk. Mekkora a keletkezett pufferoldat ph-ja? K b (NH 3 )= NH 3 + H 2 O NH 4+ + OH

28 0,2 M ammónium-acetát oldat pufferkapacitása [CH 3 COOH] + [CH 3 COO ] = 0,2 M [NH 4+ ] + [NH 3 ] = 0,2 M 0,4 pufferkapacitás [M] 0,3 0,2 0,1 CH 3 COOH CH 3 COO NH 4 + NH 3 0, ph