Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi SYROR OCH BASER Atkins & Jones kap 11.1-11.10.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi SYROR OCH BASER Atkins & Jones kap 11.1-11.10."— Presentationens avskrift:

1 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi SYROR OCH BASER Atkins & Jones kap

2 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 ÖVERSIKT - Syror och baser – grundläggande egenskaper - Svaga syror och baser - pH i lösningar av svaga syror och baser - Flerprotoniga syror - Autoprotolys och pH

3 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 SYRA-BASNIVÅ ”till vardags” pH intervall ca 1 – 13 Se även: A&J T11.12

4 KEMMA02/ © Sofi Elmroth Br Ø nsted syror och baser (Johannes Br Ø nsted 1923) DEFINITIONER -SYRA – proton donator -BAS – proton acceptor -PROTON – vätejon H + (H 3 O + eller H + (aq)), H + (aq) Hydroxoniumjon

5 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 TYPREAKTION Br Ø nsted-syra H + överförs direkt från syra till bas – protontransfer Ex1) HCl + H 2 O Cl - + H 3 O + stark syra, jv:  syra bas Ex 2) HCN + H 2 O CN - (aq) + H 3 O + svag syra, mest HCN! Ex 3) HCO 3 - (aq) + H 2 O(l) H 3 O + (aq) + CO 3 2- (aq) svag syra, mest HCO Biologiskt relevant... mer info senare! - DOCK! Jämvikten kan drivas åt höger om tex CO 3 2- fälls ut som CaCO 3 (s) KEYPOINT: Samma typ av reaktion men deprotoneringsgraden varieriar!      

6 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 TYPREAKTION Br Ø nsted bas Karaktäristiskt: En eller flera ensamma [obundna] elektronpar [som kan ta upp H + ] Ex1) CaO (s) + H 2 O(l) Ca 2+ (aq) + 2 OH - (aq) O 2- : mkt stark bas  bas Ex 2) NH 3 (aq) + H 2 O (l) NH 4 + (aq) + OH - (aq) NH 3 – oladdad!  svagare attraktion  svagare bas KEYPOINT: Samma typ av reaktion men protoneringsgraden varieriar! oxidjon

7 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Begrepp: KONJUGERAD SYRA OCH BAS PRINCIP Syra [donerar H + ] Konjugerad bas EXEMPEL H 2 CO 3 Kolsyra HCO 3 - Vätekarbonatjon H+H+ PRINCIP Bas [tar upp H + ] Konjugerad syra EXEMPEL CN - HCN H+H+ PRINCIP EXEMPEL Cyanidjon Vätecyanid

8 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Det finns annat än protoner Lewissyror och -baser Lewis syra: Elektronparacceptor Exempel 1: HCl Cl - : ”accepterar” e-par Exempel 2: Cu 2+ Cu NH 3 Cu(NH 3 ) 6 2+ ”NYA” DEFINITIONER Lewis bas: Elektronpardonator Exempel 1: NH 3 N: donerar fritt e-par till H + och bildar NH 4 + Exempel 2: OH - Fe OH - Fe(OH) 3 e-e- Koppar(II)hexammin Järn(III)hydroxid NYTT! Reaktioner som inte omfattar H + - ”elektronperspektiv”

9 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 MILJÖKATASTROF!!! S-atmosfärO-atmosfär

10 KEMMA02/ © Sofi Elmroth Sura, basiska och amfotera oxider SUR OXID - Bildar Brönsted syra i vatten -Ickemetaller -Ex) CO 2 i vatten  H 2 CO 3 BASISK OXID - Bildar OH- i vatten -Metaller -Ex) CaO i vatten  Ca(OH) 2 (s) AMFOTERA OXIDER -Reagerar både med syror och baser -Övergångsmetaller – tom ca Al/Pb diagonalen -Ex) Al 2 O 3 Vi lever i en oxiderande miljö!

11 KEMMA02/ © Sofi Elmroth Protonutbyte mellan vattenmolekyler REAKTION 2 H 2 O H 3 O + + OH -   OBS1! Mkt snabbt utbyte! Diffusionskontrollerat – OK för korta avstånd – dock ej långa OBS2! Jämvikten förskjuten långt åt vänster  dålig konduktivitet i rent vatten! OBS1! Mkt snabbt utbyte! Diffusionskontrollerat – OK för korta avstånd – dock ej långa OBS2! Jämvikten förskjuten långt åt vänster  dålig konduktivitet i rent vatten! K w = a(H 3 O + ) a(OH - ) a(H 2 O) 2 KwKw ≈ [ H 3 O + ][ OH - ] K w = 1 x M 2 vid 25 o C Nyckelfunktion för syra-bas beteende

12 KEMMA02/ © Sofi Elmroth , 11.6 pH- skalan och pOH DEFINITIONER pH = - log(a(H 3 O + )) ≈ - log [ H 3 O + ] pOH = - log(a(OH + )) ≈ - log [ OH - ] Anges lämpligen med 2 decimaler t.ex. pH 5.26 SAMBAND pK w = pH + pOH pOH = pK w – pH Härledning: läs själva! (A 11.6)

13 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 SVAGA SYROR OCH BASER 11.7 Syra- och baskonstanter VAD FINNS I EN VATTENLÖSNING AV EN SVAG SYRA? -Syran själv; HAHA + H 2 O  A - + H 3 O + -Lite av den konjugerade basen; A - K a = [A - ][H 3 O + ]/[HA] -Liten mängd H 3 O + - lika mycket tillskott som bildat A - VAD FINNS I EN VATTENLÖSNING AV EN SVAG BAS? -Basen själv; BB + H 2 O  HB + OH - -Lite av den konjugerade syran; HB K b = [HB][OH - ]/[B] -Liten mängd OH - - lika mycket tillskott som bildat HB NOTERA! pH = pK a då [HA]=[A - ] och pOH = pK b då [HB]=[B]

14 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 EXEMPEL 11.5 a)Jämför HF (vätefluorid) med HIO 3 (jodsyra, vätejodat) b)Jämför NO 2 - (nitritjon) med CN - (cyanidjon) LÖSNING: Jämför pK a eller pK b -värden! Hur vet man vad som är den starkaste syran/basen? UR TABELL 11.1 och 11.2 FöreningpKapKb HF3.45- HIO NO – 3.37 (pK a för HN0 2 ) = CN – 9.31 (pK a för HCN) = 4.69 Lägst värde starkast syra! Lägst värde starkast bas!

15 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 ”Vanliga pH” TABELL 11.1 & 2 ”labkemikalier” NaOH – caustic soda pH pOH

16 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Fråga: Hur sur kan en syra vara? Exempel på SUPERSYRA Triflourometansulfonsyra ”Triflic acid” K a ca pK a ca -15 Användning: kraftfullt protoneringsreagens OBS! 3 starkt elektronegativa grupper

17 KEMMA02/ © Sofi Elmroth Koppling - struktur och syrastyrka Table 7: H-X Bond Strengths and pK a pK a Bond Energy [kJ/mol] HF HCl HBr HI _06.html H - X STARK SYRA: H + ”trillar lätt av” Minskande H-X bindningsstyrka Minskande pK a dvs surare syra! STARK SYRA: H + ”trillar lätt av” Minskande H-X bindningsstyrka Minskande pK a dvs surare syra!

18 KEMMA02/ © Sofi Elmroth Oxosyror syrastyrka och elektronegativitet OXOSYROR Surt H + bundet till O EXEMPEL: Karboxylsyror Svavelsyra Salpetersyra Fosforsyra Halogener-oxosyror

19 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Syrastyrka Halogen - oxosyror HClO 4 HBrO 4 HIO 4 Elektro- negativitet HClO 3 HClO Oxidationstal Syrastyrka Starka syror då 1) höga oxidationstal; X 2) hög elektronegativitet; X EFFEKT: försvagad H-O bindning!

20 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Karboxylsyror SYRASTYKA Princip: se halogener - oxosyror Carboxylic Acids pKapKa Formic acidFormic acid (HCO 2 H)3.77 Acetic acidAcetic acid (CH 3 COOH)4.76 Chloroacetic acidChloroacetic acid (CH 2 ClCO 2 H)2.86 Dichloroacetic acidDichloroacetic acid (CHCl 2 CO 2 H)1.29 Trichloroacetic acidTrichloroacetic acid (CCl 3 CO 2 H)0.65 Trifluoroacetic acidTrifluoroacetic acid (CF 3 CO 2 H)0.5 Oxalic acidOxalic acid (HO 2 CCO 2 H)1.27 Benzoic acidBenzoic acid (C 6 H 5 CO 2 H)4.2 H  Cl e-

21 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Summering TYPREAKTION EXEMPELpH skalan Syror deprotoneras HA + H 2 O A - + H 3 O + Baser protoneras B - + H 2 O HB + OH - SvavelsyraH 2 SO 4 SaltsyraHCl Perklor/bromsyraHClO 4 HBrO 4 Klor/bromsyraHClO 3 HBrO 3 Hypoklorit/bromitsyraHClO HBrO FluorättiksyraCH 2 ClCO 2 H ÄttiksyraCH 3 CO 2 H (HAc) AmmoniakNH 3 NatriumhyroxidNaOH MagnesiumhydroxidMg(OH) 2 KalciumoxidCaO NatriumhydridNaH* (*H 2 avgår)


Ladda ner ppt "KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi SYROR OCH BASER Atkins & Jones kap 11.1-11.10."

Liknande presentationer


Google-annonser