PowerPoint Presentation

תמליל

1

2 חישובי ריכוז חומצה / בסיס שינויי ph בתגובות וערבובים תגובת סתירה בין חומצה לבסיס חישובים בטיטרציה של חומצה-בסיס

3

4 H + בסיס מקבל פרוטון + H או משחרר יוני הידרוקסיל - OH בתמיסה מימית חומצה מוסרת פרוטון או מגיבה עם מים ליצירת יוני הידרוניום + O H 3 H + HNO 3 (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + NO 3 - (aq) CH 3 NH 2 (l) + H 2 O (l) CH 3 NH 3 + (aq) + OH - (aq) C 2 H 5 COOH (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + C 2 H 5 COO - (aq) H 2 O (l) Ca(OH) 2(s) Ca 2+ (aq) + 2OH - (aq)

5 חומצות חזקות HBr (g) + H 2 O (l) Br - (aq)+ H 3 O + (aq) חומצות מימן-הלוגן HBr HI HCl תגובת חומצה-בסיס HX HNO 3(l) + H 2 O (l) NO 3 - (aq) + H 3 O + (aq) תגובת חומצה-בסיס חומצה חנקתית HNO 3 H 2 SO 4(l) + 2H 2 O (l) SO 4 2- (aq) + 2H 3 O + (aq) חומצה גופרתית H 2 SO 4( חומצה דו פרוטית( תגובת חומצה-בסיס חומצות חלשות תגובת חומצה-בסיס (aq) HCOOH (l) + H 2 O (l) ) <==> H 3O + (aq) + HCOO - תרכובות אורגניות המכילות קבוצה קרבוקסילית -COOH

6 בסיסים חזקים NaOH (s) Na + (aq) + OH - (aq) חומרים יוניים )קלי תמס( המכילים יון הידרוקסיד המסה )זהו בסיס לפי הגדרת אהרניוס אך זו לא תגובת חומצה-בסיס, אלא המסה - אין מעבר פרוטון מחומצה לבסיס( Na (s) + H 2 O (l) 1 / 2 H 2(g) + Na + (aq) + OH - (aq) )זהו בסיס לפי הגדרת אהרניוס אך זו לא תגובת חומצה-בסיס אין מעבר פרוטון מחומצה לבסיס( LiH ( s ) +H 2 O (l) Li + (aq)+h 2 (g) +OH - (aq) מתכות אלקליות יונים שליליים עם חמצן או מימן שמקורם בתרכובות יוניות 2 O תגובה "מיוחדת" תגובה "מיוחדת" בסיסים חלשים תגובת חומצה בסיס (aq) NH 3(l) + H 2 O (l) <==> NH 4 + (aq) + OH - H - אמוניה ותרכובות אורגניות המכילות קבוצה אמינית -NH2 -NH N

7 מה קורה במים? חומרים יוניים חומרים מולקולריים המסה חומרים ניטרליים חומרים ניטרליים המסה CH 3 OH (l) CH 3 OH (aq) בסיסים תגובת חומצה בסיס וקבוצה אמינית R-NH 2 NH 3 NH 3(l) + H 2 O (l) NH + 4 (aq) + OH - (aq) NaCl (s) Na + (aq) + Cl - (aq) בסיסים המסה חומרים יוניים קלי-תמס המכילים יון הידרוקסיד NaOH (s) Na + (aq) + OH - (aq) חומצות תגובת חומצה-בסיס HCl, HI, HBr,HNO 3, H 2 SO 4 וקבוצה קרבוקסילית R-COOH HNO 3(l) + H 2 O (l) NO - 3 (aq) + H 3 O + (aq)

8 חומצה חזקה "מתפרקת" באופן מלא ליונים לאחר התגובה עם מולקולות המים שבתמיסה. בתמיסה המתקבלת יש רק יונים ממוימים )ומולקולות מים(. HNO 3, H 2 SO 4, HClO 4, HCl, HBr, HI HNO 3(l) + H 2 O (l) NO 3 - (aq) + H 3 O + (aq) חומצה חלשה "מתפרקת" ליונים באופן חלקי בלבד. בתמיסה המתקבלת יש תערובת של מגיבים )מולקולות החומצה( ותוצרים )יונים ממוימים(. חומצות אורגניות כמו: CH 3 COOH, HCOOH חומצות אי-אורגניות כמו: HF CH 3 COOH (l) + H 2 O (l) CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq)

9 בסיס חזק, "מתפרק" ליונים באופן מלא בהמסה במים. בתמיסה המתקבלת יש רק יונים ממוימים. LiOH, KOH, NaOH, Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2 KOH (s) H 2 O K + (aq) + OH - (aq) בסיס חלש, "מתפרק" ליונים באופן חלקי בלבד. בתמיסה המתקבלת יש תערובת של מגיבים )מולקולות הבסיס( ותוצרים )יונים ממוימים(. NH 3(l) + H 2 O (l) NH+ 4(aq) + OH - (aq) אמוניה NH 3 ואמינים

10 אלקטרוליטים הם חומרים שבתמיסה מימית נפרדים ליונים ממוימים ולכן מתאפשרת הולכת חשמל )היונים בתמיסה הם למעשה מטענים חשמליים שחופשיים לנוע(. אלקטרוליטים יכולים להיות חומצות, בסיסים ומלחים )חומרים יוניים(.

11 חומר סוג החומר ]מתכתי, יוני, מולקולרי, אטומרי[ תמיסה מימית ]חומצית, ניטרלית, בסיסית[ תגובה עם מים הולכה חשמלית בתמיסה [ שי /אין[ Ca(OH) 2(s) H 2 SO 4(l) MgBr 2(s) HCN (g) HNO 3(s) NH 3(g) BaCl 2(s) CH 3 COOH (l) C 5 H 6 OH (l) LiH (s) Li 2 O (s)

12 חומר סוג החומר ]מתכתי, יוני, מולקולרי, אטומרי[ תמיסה מימית ]חומצית, ניטרלית, בסיסית[ תגובה עם מים הולכה חשמלית בתמיסה [ שי /אין[ Ca(OH) 2(s) Ca 2+ (aq)+2oh - (aq) יוני בסיסית יש Ca(OH) 2(s) H 2 SO 4(l) +2H 2 O (l) 2H 3 O + (aq)+so 4 2- (aq) מולקולרי חומצית יש H 2 SO 4(l) MgBr 2(s) Mg 2+ (aq)+2br - (aq) יוני ניטרלית יש MgBr 2(s) HCN (g) +H 2 O (l) H 3 O + (aq)+nc - (aq) מולקולרי חומצית יש HCN (g) HNO 3(l) +H 2 O (l) H 3 O + (aq)+no 3 - (aq) מולקולרי חומצית יש HNO 3(s) NH 3(l) +H 2 O (l) NH 4 + (aq) +OH - (aq) מולקולרי בסיסית יש NH 3(g) BaCl 2(s) Ba 2+ (aq)+2cl - (aq) CH 3 COOH (l) +H 2 O (l) H 3 O + (aq)+ch 3 COO - (aq) C 6 H 5 OH (l) C 6 H 5 OH (aq) LiH ( s ) Li + (aq)+h - (aq) יוני מולקולרי מולקולרי יוני ניטרלית חומצית ניטרלית בסיסית יש יש אין יש BaCl 2(s) CH 3 COOH (l) C 5 H 6 OH (l) LiH (s) H - (aq)+h 2 O (l) H 2 (g) +OH - (aq) יוני בסיסית יש Li 2 O (s) 2Li + (aq)+o 2- (aq) Li 2 O (s) O 2- (aq)+h 2 O (l) 2OH - (aq)

13 ph )בעברית - ערך ה ג ב ה או רמת חומציות( הוא מדד לרמת החומציות של תמיסה מימית. ערך זה מתבסס על ריכוז יוני הידרוניום (aq)( )H 3 O + בתמיסה.

14 מתייחסת לתמיסות מימיות בריכוז עד 1 מולר מומס תמיסה בסיסית תמיסה נייטרלית תמיסה חומצית 14 בסיסיות עולה 7 חומציות עולה 0 ריכוז יוני הידרוקסיד עולה ריכוז יוני הידרוניום עולה H 3 O + H 3 O + H 3O+ OH - OH - OH -

15 אינדיקטור הוא תרכובת כימית המוספת בכמויות קטנות לתמיסה על מנת לקבל מדד מוחשי לחומציות התמיסה או לריכוז יוני ההידרוניום בתמיסה. בדרך כלל גורם האינדיקטור לשינוי הצבע של התמיסה כתלות ב- ph של התמיסה.

16 מכל אחד מהחומרים HCl,CH 3 OH ו- CsOH מכינים תמיסה מימית בריכוז 1M. מסדרים את שלוש התמיסות על פי ה- ph שלהן. מהו הסדר הנכון? א. CsOH > H 2 O > CH 3 OH ~ HCl ב. HCl > H 2 O ~ CH 3 OH > CsOH CsOH > CH 3 OH ~ H 2 O > HCl CsOH ~ CH 3 OH > H 2 O > HCl ג. ד.

17 מכל אחד מהחומרים HCl,CH 3 OH ו- CsOH מכינים תמיסה מימית בריכוז 1M. מסדרים את שלוש התמיסות על פי ה- ph שלהן. מהו הסדר הנכון? א. CsOH > H 2 O > CH 3 OH ~ HCl ב. HCl > H 2 O ~ CH 3 OH > CsOH CsOH > CH 3 OH ~ H 2 O > HCl CsOH ~ CH 3 OH > H 2 O > HCl ג. ד.

18 במיהול של תמיסה בסיסית מספר המולים של יוני ההידרוקסיד נשמר, אך הנפח גדל ריכוז יוני ההידרוקסיד יורד. במיהול תמיסה חומצית מספר המולים של יוני ההידרוניום נשמר, אך הנפח גדל ריכוז יוני הידרוניום יורד. ה- ph יורד, אך נשאר גבוה מ- 7 ה- ph עולה, אך נשאר נמוך מ- 7 תמיסה בסיסית תמיסה נייטרלית תמיסה חומצית

19 שינוי בריכוז H 3 O + הוספת חומצה לחומצה שינוי ב- ph הוספה בסיס לבסיס שינוי ב- ph שינוי בריכוז OH - מוסיפים חומצה בעלת ריכוז + O H 3 זהה אין שינוי אין שינוי מוסיפים בסיס בעל ריכוז - OH זהה אין שינוי אין שינוי מוסיפים חומצה בעלת ריכוז + O H 3 גבוה יותר ריכוז + O H 3 עולה יורד ה- ph מוסיפים בסיס בעל ריכוז - OH גבוה יותר ריכוז - OH עולה עולה ה- ph יורד - OH ריכוז מוסיפים חומצה בעלת ריכוז + O H 3 נמוך יותר ריכוז + O H 3 יורד עולה ה- ph )אך נשאר נמוך מ- 7 ( מוסיפים בסיס בעל ריכוז - OH נמוך יותר יורד ה- ph )אך נשאר גבוה מ- 7 (

20 תגובת סתירה היא תגובה בין יוני הידרוניום ליוני הידרוקסיד לקבלת 2 מולקולות מים. התרכובת היונית המתקבלת בתגובה זו היא מלח של היונים המשקיפים. כלומר התוצרים הם מים ומלח. מים + מלח בסיס + חומצה H 3 O + (aq) + Cl - (aq) + Na + (aq) + OH - (aq) Na + (aq) + Cl - (aq) + 2H 2 O (aq) תגובה סתירה נטו : (aq) H 3 O + (aq) + OH - (aq) 2H 2 O

21 תגובת הסתירה יכולה להיות מלאה או חלקית, כתלות ביחס בין מולי החומצה ומולי הבסיס כאשר מספר מולי + O H 3 שווה למספר מולי -,OH תתקבל סתירה מלאה של שניהם והתמיסה תהיה ניטרלית )ph=7( כאשר מספר מולי + O H 3 גדול ממספר מולי -,OH תתקבל סתירה חלקית של החומצה והתמיסה תהיה חומצית )ph<7( כאשר מספר מולי + O H 3 קטן ממספר מולי -,OH תתקבל סתירה חלקית של הבסיס והתמיסה תהיה בסיסית )ph>7(

22 מהו ריכוז תמיסת KOH תמיסת?1M HCl אם נדרשים בדיוק 3 מ"ל לסתירה של 6 מ"ל 0.5M 1M 2M 3M א. ב. ג. ד.

23 מהו ריכוז תמיסת KOH תמיסת?1M HCl אם נדרשים בדיוק 3 מ"ל לסתירה של 6 מ"ל n 1 (OH - ) = n 2 (H 3 O + ) C 1 xv 1 =C 2 xv 2 C 1 x0.003=1x0.006 C 2 =2M KOH 0.5M 1M 2M 3M א. ב. ג. ד.

24 א. ב. ג. ד. מהו ריכוז תמיסת Ba(OH) 2 אם נדרשים בדיוק 3 מ"ל לסתירה של 6 מ"ל תמיסת?1M HCl 0.5M 1M 2M 3M

25 ג. מהו ריכוז תמיסת Ba(OH) 2 אם נדרשים בדיוק 3 מ"ל לסתירה של 6 מ"ל תמיסת?1M HCl n 1 (OH - ) = n 2 (H 3 O + ) א. 0.5M C 2 =2M OH- ב. 1M 2M ד. 3M יחס התגובה Ba(OH) 2(s) Ba 2+ (aq) + 2OH - (aq) 1 1M 2 2M ריכוז יוני ההידרוקסיד הוא 2M כפי שחישבנו בסעיף הקודם, אך מכיוון שעל כל מול של בסיס הבאריום מתקבלים 2 מולים של יוני הידרוקסיד הרי שריכוז Ba(OH) 2 הנדרש קטן פי 2

26 לצורך הכנת תמיסה המיסו 3.42 גרם (S) Ba(OH) 2 בתוך 500 מ"ל מים. א. מהו הריכוז של כל אחד מהיונים בתמיסה? פרטו חישוביכם.

27 לצורך הכנת תמיסה המיסו 3.42 גרם (S) Ba(OH) 2 בתוך 500 מ"ל מים. א. מהו הריכוז של כל אחד מהיונים בתמיסה? פרטו חישוביכם. Mw (Ba(OH) 2 )= x(16+1) = gr/mol n=m/mw = 3.42/171.3 = 0.02mol Ba(OH) 2(s) Ba 2+ (aq) + 2OH - (aq) יחס התגובה n 0.02mol 0.02mol 0.04mol C=n/V 0.02/0.5 = 0.04M 0.02/0.5 = 0.04M ריכוז יוני הבאריום: 0.04M ריכוז יוני ההידרוקסיד: 0.08M 0.04/0.5 = 0.08M

28 נערכו ארבעה ניסויים שונים, בכל ניסוי הוסיפו חומר אחר ל- 100 מ"ל מתמיסת Ba(OH) 2 המקורית. בניסוי )I( הוסיפו 50 מ"ל תמיסת (aq) Ba(OH) 2 בריכוז.0.05M בניסוי )II( הוסיפו 100 מ"ל תמיסת (aq).0.06m H 2 SO 4 נוצר משקע לבן. בניסוי )III( הזרימו גז (g).co 2 התרחשה התגובה : CO 2 (g) + Ba 2+ (aq) + 2 OH - (aq) BaCO 3(S) + H 2 O (l) בניסוי )IV( הוסיפו 100 מ"ל מים..1 רשמו ניסוח מאוזן של התהליך שהתרחש בניסוי 2. האם בכל אחד מהניסויים,I-IV בהשוואה.)II( לתמיסה המקורית של (aq) Ba(OH) 2 ה, - ph עלה / לא השתנה / ירד? נמקו את תשובתכם. 3. האם ה- ph הסופי היה גדול / שווה / קטן מ 7? נמקו את טענתכם. 4. מהי מסת המשקע שנוצר?)III( בניסוי פרטו חישוביכם.

29 נערכו ארבעה ניסויים שונים, בכל ניסוי הוסיפו חומר אחר ל- 100 מ"ל מתמיסת Ba(OH) 2 המקורית. בניסוי )II( הוסיפו 100 מ"ל תמיסת (aq).0.06m H 2 SO 4 נוצר משקע לבן. רשמו ניסוח מאוזן של התהליך שהתרחש בניסוי.)II(

30 נערכו ארבעה ניסויים שונים, בכל ניסוי הוסיפו חומר אחר ל- 100 מ"ל מתמיסת Ba(OH) 2 המקורית. בניסוי )II( הוסיפו 100 מ"ל תמיסת (aq).0.06m H 2 SO 4 נוצר משקע לבן. ב. רשמו ניסוח מאוזן של התהליך שהתרחש בניסוי.)II( Ba 2+ (aq) + 2OH - (aq) + 2H 3 O + (aq) + SO 4 2- (aq) BaSO 4(s) + 4H 2 O (l)

31 2. האם בכל אחד מהניסויים,I-IV בהשוואה לתמיסה המקורית של (aq) Ba(OH) 2 ה, - ph עלה / לא השתנה / ירד? נמקו את תשובתכם. 3. האם ה- ph הסופי היה גדול / שווה / קטן מ 7? נמקו את טענתכם. )התמיסה המקורית: 0.04M).0.05M בריכוז Ba(OH) 2 (aq) בניסוי )I( הוסיפו 50 מ"ל תמיסת

32 2. האם בכל אחד מהניסויים,I-IV בהשוואה לתמיסה המקורית של (aq) Ba(OH) 2 ה, - ph עלה / לא השתנה / ירד? נמקו את תשובתכם. 3. האם ה- ph הסופי היה גדול / שווה / קטן מ 7? נמקו את טענתכם. )התמיסה המקורית: 0.04M( בניסוי )I( הוסיפו 50 מ"ל תמיסת (aq) Ba(OH) 2 בריכוז.0.05M הוסיפו תמיסת באריום הידרוקסיד בריכוז גבוה יותר ולכן ריכוז יוני ההידרוקסיד עלה ולכן 3. ph סופי גדול מ- 7.2 ph עלה

33 2. האם בכל אחד מהניסויים,I-IV בהשוואה לתמיסה המקורית של (aq) Ba(OH) 2 ה, - ph עלה / לא השתנה / ירד? נמקו את תשובתכם. 3. האם ה- ph הסופי היה גדול / שווה / קטן מ 7? נמקו את טענתכם. )התמיסה המקורית: 0.04M( בניסוי )II( הוסיפו 100 מ"ל תמיסת (aq).0.06m H 2 SO 4

34 2. האם בכל אחד מהניסויים,I-IV בהשוואה לתמיסה המקורית של (aq) Ba(OH) 2 ה, - ph עלה / לא השתנה / ירד? נמקו את תשובתכם. 3. האם ה- ph הסופי היה גדול / שווה / קטן מ 7? נמקו את טענתכם. בניסוי )II( הוסיפו 100 מ"ל תמיסת (aq).0.06m H 2 SO 4 נוצר משקע לבן. בהוספת חומצה התרחשה תגובת סתירה, ריכוז יוני ההידרוקסיד ירד ולכן.2 ph ירד מספר המולים של יוני ההידרוקסיד בתמיסה )100 מ"ל מהתמיסה המקורית(: n=cxv = 0.08x0.1 = 0.008mol מספר המולים של יוני ההידרוניום בתמיסת החומצה גופרתית שהוסיפו: n=2x0.06x0.1=0.012mol 3. בתום התגובה יהיה עודף של יוני הידרוניום ph סופי קטן מ- 7 )התמיסה המקורית: 0.04M( ולכן התמיסה תהיה חומצית.

35 2. האם בכל אחד מהניסויים,I-IV בהשוואה לתמיסה המקורית של (aq) Ba(OH) 2 ה, - ph עלה / לא השתנה / ירד? נמקו את תשובתכם. 3. האם ה- ph הסופי היה גדול / שווה / קטן מ 7? נמקו את טענתכם. )התמיסה המקורית: 0.04M( בניסוי )III( הזרימו גז (g).co 2 התרחשה התגובה : CO 2 (g) + Ba 2+ (aq) + 2 OH - (aq) BaCO 3(S) + H 2 O (l)

36 2. האם בכל אחד מהניסויים,I-IV בהשוואה לתמיסה המקורית של (aq) Ba(OH) 2 ה, - ph עלה / לא השתנה / ירד? נמקו את תשובתכם. 3. האם ה- ph הסופי היה גדול / שווה / קטן מ 7? נמקו את טענתכם. בניסוי )III( הזרימו גז (g).co 2 התרחשה התגובה: CO 2 (g) + Ba 2+ (aq) + 2 OH - (aq) BaCO 3(S) + H 2 O (l) בתגובה עם הפחמן הדו חמצני ריכוז יוני ההידרוקסיד יורד, ולכן ph.i ירד.ii בהנחה שכל הבאריום הידרוקסיד הגיב, ph סופי שווה ל- 7 במידה ולא ה ph הסופי גדול מ- 7

37 2. האם בכל אחד מהניסויים,I-IV בהשוואה לתמיסה המקורית של (aq) Ba(OH) 2 ה, - ph עלה / לא השתנה / ירד? נמקו את תשובתכם. 3. האם ה- ph הסופי היה גדול / שווה / קטן מ 7? נמקו את טענתכם. בניסוי )IV( הוסיפו 100 מ"ל מים.

38 2. האם בכל אחד מהניסויים,I-IV בהשוואה לתמיסה המקורית של (aq) Ba(OH) 2 ה, - ph עלה / לא השתנה / ירד? נמקו את תשובתכם. 3. האם ה- ph הסופי היה גדול / שווה / קטן מ 7? נמקו את טענתכם. ולכן בניסוי )IV( הוסיפו 100 מ"ל מים. בהוספת מים התמיסה נמהלת - ריכוז יוני ההידרוקסיד יורד, ph.i יורד.ii התמיסה עדין בסיסית ולכן ph סופי גדול מ- 7

39 בכל ניסוי הוסיפו חומר אחר ל- 100 מ"ל מתמיסת Ba(OH) 2 המקורית. בניסוי )III( הזרימו גז (g).co 2 התרחשה התגובה : CO 2 (g) + Ba 2+ (aq) + 2 OH - (aq) BaCO 3(S) + H 2 O (l) 4. מהי מסת המשקע שנוצר בניסוי )III( פרטו חישוביכם. )בהנחה של תגובה מלאה(? )התמיסה המקורית: 0.04M(

40 בכל ניסוי הוסיפו חומר אחר ל- 100 מ"ל מתמיסת Ba(OH) 2 המקורית. בניסוי )III( הזרימו גז (g).co 2 התרחשה התגובה : CO 2 (g) + Ba 2+ (aq) + 2OH - (aq) BaCO 3(S) + H 2 O (l) 4. מהי מסת המשקע שנוצר בניסוי?)III( פרטו חישוביכם. מספר המולים של יוני הבאריום בתמיסה )100 מ"ל מהתמיסה המקורית(: n=cxv = 0.04x0.1 = 0.004mol בהנחה שכל הבאריום הידרוקסיד הגיב שקעו מול באריום קרבונט Mw BaCO3 = (16x3) = gr/mol m=nxmw = 0.004x197.3 = 0.79 gram מסת המשקע היא 0.79 גרם