Jak określać odczyn roztworów wodnych różnych substancji? – JR

Jak określać odczyn roztworów wodnych różnych substancji?

Jak określać odczyn roztworów wodnych różnych substancji?

Jak określać odczyn wodnych roztworów?

Odczyn roztworu może być kwaśny, obojętny lub zasadowy. Zależy on od kilku zachodzących procesów: dysocjacji i hydrolizy. Oczywście nie wszystkie związki tym procesom ulegają. Dlatego potrzebujesz znać podstawowe właściwości związków, jak: rozpuszczalność, budowa oraz czy składowe części pochodzą od słabego czy mocnego elektrolitu.

 

Najważniejsze potrzebne Ci pojęcia:

Dysocjacja elektrolityczna –  rozpad związku na jony pod wpływem rozpuszczalnika (wody)

Hydroliza – reakcja jonu lub związku z wodą.

Elektrolit – substancja przewodząca prąd elektryczny po stopieniu lub rozpuszczeniu w wodzie (nas na razie interesuje tylko druga możliwość).

 

Za odczyn zasadowy odpowiada obecność jonów OH w roztworze (a dokładniej większa ilość OH niż H+)

Za odczyn kwasowy odpowiada obecność jonów H+ (lub H3O+) (ich przewaga nad jonami OH-)

Zapis

Dysocjacja mocnych elektrolitów zachodzi całkowicie (w 100%) co zaznaczamy pisząc strzałkę w jedną stronę →

Słabe elektrolity dysocjują częściowo (często około 5% i mniej) i ustala się równowaga pomiędzy formą cząsteczkową a jonową. Reakcja cały czas biegnie w obu kierunkach – dlatego piszemy strzałki w dwie strony ↔

 

Określanie odczynu krok po kroku

Najprostszym sposobem będzie przyjrzenie się uważnie związkowi. Zastanów się, czy:

  1. Czy rozpuszcza się w wodzie i dysocjuje? Czy reaguje z wodą?
  2. Mocne czy słabe (jony pochodzą od mocnego czy słabego kwasu i zasady?)
  3. Jeśli słabe, to hydroliza.
  4. Odczyn zależy od obecnych w roztworze jonów

 

Przykłady określania odczynu

Określimy odczyn i wytłumaczymy to zjawisko  na przykładzie takich sustancji:

P4O10 CaO    K2SO4 BaCl2 HNO2 Mg(OH)2 NaF    PbSO4 Fe(NO3)3 KHSO4 NaHSO3 Ba(OH)Cl   NH4Cl

 

P4O10

1. Ten tlenek reaguje z wodą; jest bezwodnikiem kwasu fosforowego (V):

P4O10 + 6H2O → 4H3PO4

Powstał kwas, który jest kwasem średniej mocy. Ulega on dysocjacji:

H3PO4 ↔ 3H+ + PO43-

Odczyn roztworu jest kwasowy

 

CaO

1. Jest to tlenek metalu II grupy, aktywny; reaguje w wodą z utworzeniem mocnej zasady:

CaO + H2O → Ca(OH)2

2. Wodorotlenek wapnia jest mocną zasadą, niezbyt dobrze rozpuszczalną w wodzie. Ulega dysocjacji:

Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH

Odczyn roztworu jest zasadowy.

 

CuO

Jest to tlenek nierozpuszczalny w wodzie. Nie reaguje z wodą. Odczyn jest obojętny.

 

K2SO4

1. sól jest dobrze rozpuszczalna w wodzie i jest mocnym elektrolitem. Ulega dysocjacji:

K2SO4 → 2K+ + SO42-

2. ta sól pochodzi od mocnego kwasu i mocnej zasady, dlatego jej odczyn jest obojętny.

 

HNO2

1. Jest to słaby kwas. Ulega on dysocjacji:

HNO2 ↔ H+ + NO2

2. Odczyn tego roztworu jest kwasowy

 

Mg(OH)2

1. Jest to słaba zasada, dysocjuje:

Mg(OH)2 ↔   Mg(OH)+ + OH

Mg(OH)+ ↔   Mg2+ + OH

sumarycznie:  Mg(OH)2 ↔   Mg2+ + 2OH

2. odczyn roztworu jest zasadowy

 

NaF

1. Jest to sól, rozpuszczalna w wodzie; dysocjuje:

NaF → Na+ + F

2. jon Na+ pochodzi od mocnej zasady, a jon F pochodzi od słabego kwasu.

3. Jon F ulega hydrolizie:

F + H2O  ↔ HF + OH

Odczyn roztworu jest zasadowy

 

PbSO4

1. Sól trudnorozpuszczalna w wodzie; odczyn obojętny.

 

Fe(NO3)3

1. Sól dobrze rozpuszczalna w wodzie; dysocjuje:

Fe(NO3)3 →  Fe3+ + 3NO3

2. Jon   Fe3+ pochodzi od slabej zasady.

3. Ulega hydrolizie (zapis sumaryczny):

Fe3+ + 3H2O  ↔  Fe(OH)3 + 3H+

{Fe(OH)3 jest trudnorozpuszczalny w wodzie. W wyniku tej reakcji mętnieją roztwory związków żelaza na III stopniu utlenienia}. Odczyn roztworu jest kwaśny

 

KHSO4

1. Wodorosól, dobrze rozpuszczalna w wodzie; dysocjuje:

KHSO4 →  K+ + HSO4

2. Jon HSO4 pochodzi od wodorosoli mocnego kwasu, ulega dalszej dysocjacji:

HSO4 + H2O →  SO42- + H3O+

Odczyn roztworu jest kwaśny.

 

NaHSO3

1. Wodorosól dobrze rozpuszczalna w wodzie; dysocjuje:

NaHSO3 →  Na+ + HSO3

2. Jon HSO3pochodzi od słabego kwasu siarkowego (IV)

3. ulega hydrolizie

HSO3 + H2O  ↔ H2SO3 + OH

Odczyn tego roztworu jest zasadowy

 

Ba(OH)Cl

1. Jest to dobrze rozpuszczalna hydroksosól; dysocjuje:

Ba(OH)Cl → Ba(OH)+ + Cl

2. Powstający jon Ba(OH)+ pochodzi od mocnej zasady, dlatego jon ten ulega dalszej dysocjacji

Ba(OH)+ → Ba2+ + OH

Odczyn roztworu jest zasadowy

 

Cu(OH)Br

1. Hydroksosól dobrze rozpuszczalna w wodzie; dysocjuje:

Cu(OH)Br → Cu(OH)+ + Br

2. Jon Cu(OH)+ pochodzi od slabej zasady jakim jest wodorotlenek miedzi (II).

3. Następuje hydroliza tego jonu:

Cu(OH)+ + H2O    Cu(OH)2 + H+

 

NH4CN

1. Sól jest dobrze rozpuszczalna; dysocjuje:

NH4CN → NH4+ + CN

2. Zaróno jon amonowy jak i cyjankowy pochodzą od slabych elektrolitów.

3. Oba jony ulegają hydrolizie:

NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O+

CN + H2O ↔ HCN + OH-

Odczyn roztworu zależy od stałych dysocjacji (stała dysocjacji mowi nam o mocy kwasów i zasad)

KNH3 = 7,5·10-10

KHCN = 1,8·10-5

większą stałą ma kwas cyjanowodorowy, dlatego hydrolizie ulegnie więcej cząsteczek HCN niż amoniaku – powstanie więcej jonów OH niż H+ – a to oznacza, że odczyn roztworu tej soli jest lekko zasadowy. Jest bliski obojętnemu.

 

 

PODSUMOWANIE:

1. Czy związek rozpuszcza się w wodzie? Czy reaguje z wodą? Jeśli reaguje, co jest produktem?

2. Patrząc na związek zastanów się czy pochodzi od słabych czy mocnych elektrolitów. Jeśli w zadaniu masz podać tylko odczyn roztworu, podaj tylko odczyn, bez pisania równań.

W naszych przykładach da się zauważyć pewne zależności:

  • mocny kwas, mocna zasada -> obojętny
  • mocny kwas, słaba zasada -> kwaśny
  • słaby kwas, mocna zasada -> zasadowy
  • słaby kwas, słaba zasada -> bliski obojętnego, zależy od stałych dysocjacji. Na maturze, jeśli stałe nie są podane, możesz określić odczyn jako: obojętny.

Jony pochodzące od wodorosoli i hydroksosoli ulegają dalszej dysocjacji (jeśli pochodzą od moznego kwasu lub zasady) lub ulegają hydrolizie (gdy pochodzą od slabej zasady lub kwasu).

3. Jeśli z treści zadania wynika, że musisz wyjaśnić, dlaczego roztwór ma taki a nie inny odczyn – wówczas zapisz równania zachodzących reakcji, dysocjacji i hydrolizy, jeśli takie reakcje i procesy zachodzą.