Savak és bázisok

Talán mindenkinek van olyan ismerôse, akinek egyik vagy másik sav a kedvencei közé tarozik. Sokan szeretik a szódavizet, ezt a híg savas oldatot. Gyomrunkban is van egy erôs sav, a sósav. 'Háziasított változatát' a makacs szennyezôdések eltávolítására használják. A citrusfélék citromsavat tartalmaznak. Ha a bor túl sokáig áll a levegôn, megsavanyodik: ecetsav képzôdik benne. Az influenza ellen aszkorbinsavval (C vitaminnal) védekezünk.




A savak és a bázisok - elektrolitok. Vannak közöttük erôs elektrolitok és gyenge elektrolitok.
A leggyakoribb erôs savak a következôk: HCl, HBr, HI, HClO4, HNO3 és H2SO4.
Az asztali ecetben oldott szerves sav, az ecetsav gyenge sav.
Erôs bázis a periódusos rendszer IA csoportjában az összes fém, valamint a IIA csoportba tartozó Ca, Sr és Ba hidroxidja.
Az ammónia (NH3) gyenge bázis. Ezt használta dédanyánk (felhígítva, szalmiákszesz néven) ablaktisztításhoz.

Kérdések

I. Vízionszorzat

Ha egy oldatban [H+] =5,0 · 10-4,
a. mekkora [OH-]?
b. Az oldat savas, semleges vagy lúgos?

Megoldás:
a. Minden híg vizes oldatban, szobahômérsékleten, [H+] [OH-] = 1,0 · 10-14. Ezért:

                   1,0 · 10-14          1,0 · 10-14
       [OH-]  =  ---------------- =   ----------------  = 2,0 · 10-11
                     [H+]              5,0 · 10-4

b. [H+] = 5,0 · 10-4, tehát nagyobb, mint 1,0 · 10-7. Ezért az oldat savas.

Most Ön következik.
Ha egy oldatban [OH-] = 8,0 · 10-4,
a. mekkora [H+]?
b. Az oldat savas, semleges vagy lúgos?

II. pH-számítás

1. Ha [H+] = 3,0 · 10-3 M, mekkora a pH?

Megoldás:
Ha [H+] = 3,0 · 10-3 M, akkor log [H+] = -2,52
pH -(-2,52) = 2,52

2. Ha az oldat pH-ja 9,20, mekkora [H+]?

Megoldás:
Mivel pH = -log [H+], log[H+] = -pH és
[H+] = num log (-pH) = num log (-9,20) = 6,3 · 10-10

Most Ön következik.
(a) Mekkora az oldat pH-ja, ha [H+] = 1,0 · 10-5?
(b) Ha az oldat pH-ja 8,7, mekkora [H+]?

III. Gyenge savak

1. Írja le az ecetsav (CH3COOH) disszociációjának egyenletét. (Az ecetsav gyenge sav.)

Megoldás:
CH3COOH (aq) <=> H+ (aq) + CH3COO- (aq)
Egy HA általános képletű gyenge sav disszociációja a következô egyenlettel írható le:

HA<=>H+ + A-
(Az egyenletben az (aq) jelzés a vizes oldatra utal.)


2. Írja fel az egyensúlyi állandó meghatározására szolgáló egyenletet ecetsav esetén.

Megoldás:
A HA disszociációjának egyensúlyi állandója:

K = [H+][A-]/[HA]

Ecetsavra: K = [H+][CH3COO-]/[CH3COOH]

Most Ön következik.
(a) Írja le a hidratált alumíniumion, [Al(H2O)6]3+, disszociációjának egyenletét.
(b) Írja fel az egyensúlyi állandó meghatározására szolgáló egyenletet a hidratált alumínium(III)-ion esetében.


3. Az egyensúlyi állandó (K) kiszámítása a %-os disszociációból (a %-os disszociáció a vezetôképesség mérésébôl határozható meg).
0,10 M-os vizes oldatban az ecetsav 1,3%-a disszociál 25 oC-on. Mekkora K értéke az ecetsav esetében, ezen a hômérsékleten?

Megoldás:
A százalékos disszociációból kiszámíthatók az egyensúlyi koncentrációk. Ha ezeket behelyettesítjük az egyensúlyi állandó meghatározására szolgáló képletbe, megkapjuk K értékét.
A százalékos disszociáció az oldott anyag hányada szorozva 100-zal. HA gyenge sav esetén:

              [A-]eq
%-os disszociáció = --------  · 100
             [HA]kezd
ahol [A-]eq az anion egyensúlyi koncentrációja, [HA]kezd a gyenge sav kezdeti koncentrációja. Esetsav esetén:
            [CH3COO-]eq
% disszociáció = ------------  · 100
              [CH3COOH]kezd
Az adott értékek behelyettesítésével [CH3COO-]eq kiszámítható: 
  1,3 · 0,10
 [CH3COO-]eq = ----------- = 1,3 · 10-3
  100
Abban a képzeletbeli pillanatban, amikor az esetsav feloldódott a vízben, de még semmilyen disszociáció nem indult meg, a kezdeti koncentrációk a következôk voltak: 
[CH3COOH]kezd = 0,10      [CH3COO-]kezd = 0,00    [H+]eq = 1,0 · 10-7 = 0,00
Készítsünk táblázatot, amelyben feltüntetjük a kiindulási anyagok és a termékek kezdeti koncentrációját, azt a koncentrációváltozást, amely az egyes anyagok esetében végbement az egyensúly eléréséig, valamint az egyensúlyi koncentrációkat.
Mivel [CH3COO-]eq = 1,3 · 10-3, [CH3COO-] 0,00-ról 1,3 · 10-3-ra nôtt, tehát a [CH3COO-] változása +1,3 · 10-3. A disszociációs egyenletben minden együttható egy, ezért [H+] változása +1,3 · 10-3, [CH3COOH] változása pedig -1,3 · 10-3.
Összefoglaló táblázat
CH3COOH (aq) <=> H+ (aq) + CH3COO- (aq)
kezd. konc., M 0,10 0,00 0,00
vált., delta M -(1,3 · 10-3) +(1,3 · 10-3) +(1,3 · 10-3)
eq. konc., M 0,10 -(1,3 · 10-3) 1,3 · 10-3 1,3 · 10-3


Helyettesítsük be az egyensúlyi koncentrációkat K kifejezésébe: 
 [H+]eq[CH3COO-]eq                        (1,3 · 10-3)2
        K = --------------------                  K = -------------- = 1,7 · 10-5
[CH3COOH]eq                               0,10

Most Ön következik.
0,050 M-os vizes oldatban a hangyasav (HCOOH) 5,8%-a disszociál 25 oC-on. Mekkora a hangyasav egyensúlyi állandója ezen a hômérsékleten?

Vissza a kezdôlapra