vesilahustuvad. Lisaks kui on ligipääs internetile, saab alati guugeldada ja vaadata, kas aine on vesilahustuv või mitte. Vesi ei ole kunagi ioonidena. Nüüd vormistame selle reaktsiooni ioonkujule. Meid huvitab vaid see millised ioone meil on, mitte nende kogus. Tasakaalustamisega tegeleme pärast, kui redoks reaktsioon on tehtud. Seepärast tasub kirjutada näiteks Na2SO3 ioonkujul Na+ + SO3 2- , mitte 2 Na+ + 2- SO 3 . K+ + MnO4- + Na+ + SO32- + H+ + SO42- => Mn2+ + SO42- + Na+ + SO42- + K+ + SO42- +H2O Kui mõni ioon on olemas mõlemal pool muutumata kujul (koostis pole muutunud, laeng pole muutunud), siis see tähendab seda, et see aine ei osale ioonkujul reaktsioonil ja need saab välja taandada. K+ + MnO4- + Na+ + SO32- + H+ + SO42- => Mn2+ + SO42- + Na+ + SO42- + K+ + SO42- +H2O Värvidega märkisin ära ioonid, mis on nii lähteainetes ( vasakul) kui ka saadustes (paremal)
nimetus vesinikfluoriidhape HF fluoriid F- vesinikkloriidhape(sool HCl kloriid Cl- hape) vesinikbromiidhape HBr bromiid Br- vesinikjodiidhape HI jodiid I- divesiniksulfiidhape H 2S sulfiid S2- väävelhape H2SO4 sulfaat SO42- väävlishape H2SO3 sulfit SO32- süsihape H2CO3 karbonaat CO32- lämmastikhape HNO3 nitraat NO3- lämmastikushape HNO2 nitrit NO2- fosforhape H3PO4 fosfaat PO43- ränihape H2SiO3 (H4SiO4) silikaat SiO32- (SiO44-)
HCl Cl- VESINIKKLORIIDHAPE e. KLORIID TUGEV SOOLHAPE HBr Br- VESINIKBROMIIDHAPE BROMIID HI I- VESINIKJODIIDHAPE JODIID TUGEV HF F- VESINIKFLOURIIDHAPE FLOURIID TUGEV H2S S2- DIVESINIKSULFIIDHAPE SULFIID NÕRK HNO2 NO2- LÄMMASTIKUSHAPE NITRIT NÕRK HNO3 NO3- LÄMMASTIKHAPE NITRAAT TUGEV H2SO3 SO32- VÄÄVLISHAPE SULFIT NÕRK H2SO4 SO42- VÄÄVELHAPE SULFAAT TUGEV H3PO4 PO43- FOSFORHAPE FOSFAAT NÕRK H3PO3 PO33- FOSFORISHAPE FOSFIT NÕRK H2CO3 CO32- SÜSIHAPE KARBONAAT NÕRK H4SiO4 SiO44- RÄNIHAPE SILIKAAT NÕRK e. SiO32- H2SiO3 HCN CN- SINIHAPE e. TSÜANIID NÕRK
HCL vesinikkloriidhape Cl - kloriid HBr vesinikbromiidhape Br - bromiid HI vesinikjodiidhape I- jodiid H2S divesiniksulfiidhape S 2- sulfiid H2SO4 väävelhape SO 42- sulfaat H2SO3 väävlishape SO32- sulfit HNO3 lämmastikhape NO3- nitraat HNO2 lämmastikushape NO2- nitrit H3PO4 fosforhape PO43- fosfaat H2CO3 süsihape CO32- karbonaat H2SiO3 ränihape SiO32- silikaat
SiO 2 on liiv ja see ei reageeri ka rannas veega (muidu poleks meil ju liivarandu)) Reageerivad oksiidid 1. Vaata, kas mõlemad on oksiidid 2. Oksiidide reageerimisel tekib sool, mis koosneb aluselise oksiidi metallist ja happelisest oksiidist tekkinud anioonist (vaata lahustuvustabelis anioonide tulpa. Kui sarnaseid anioone on mitu, siis esialgsele ühendile tuleb ainult üks hapnik juurde (Nt SO 2 muutub SO32- ja SO3 muutub SO42-). 3. Esimesena kirjutatakse alati metall ja teisena anioon. NT: MgO + CO2 = MgCO3 (MgO on aluseline oksiid, kuna koosneb kahest elemendist, millest üks on metall (Mg) ja teine hapnik (O). CO 2 on happeline oksiid, kuna koosneb kahest elemendist, millest üks on mittemetall (C) ja teine hapnik(O). Reageerides tekib sool ning kirjutatakse kõigepealt metalliioon (Mg 2+) ning siis anioon (CO32-))
3. Mittemetalli oksiid + metallioksiid = sool Nt. CO2 + CaO = CaCO3 4. metall + hape = sool + vesinikust Nt: Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 5. mittemetalli oksiid + vesi = hape Nt: CO2 + H2O = H2CO3 6. Metalli oksiid + vesi = hüdrooksiid Nt: Na2O + H2O = 2NaOH Happed Muud asjad HCl vesinikkloriidhape ehk soolhape Cl kloriid H2SO3 väävlishape SO32 sulfit H2SO4 väävelhape SO42 sulfaat H2S divesiniksulfiidhape S2 sulfiid H2CO3 süsihape CO32 karbonaat H3PO4 fosforhape PO43 fosfaat HNO3 lämmastikhape NO3 nitraat 4tetre;5penta;6heksa;7hepta;8okta;9nona;10deka Molaararvutised n=m/M ja n=V/Vm Vm= 22,4 l/mol
Liitaniooni nimede võimalikke lõppe on rohkem. Tavalisim on -aat, veel on kasutusel -it, traditsiooniliselt nimetatakse mõningaid liitioone nii nagu lihtioonegi. Nime lõpp - ioon on ära jäetud. Ioon Hape Mõni näide OH- - hüdroksiid -------- Fe(OH)3 - raud(III)hüdroksiid SO42- - sulfaat H2SO4 - väävelhape CaSO4 - kaltsiumsulfaat SO32- - sulfit H2SO3 - väävlishape Na2SO3 - naatriumsulfit PO43- - fosfaat H3PO4 - fosforhape K3PO4 - kaaliumfosfaat NO3- - nitraat HNO3 - lämmastikhape KNO3 - kaaliumnitraat SiO44- - silikaat H4SiO4 - ränihape Al4 (SiO4)3 - alumiiniumsilikaat CO32- - karbonaat H2CO3 - süsihape CaCO3 - kaltsiumkarbonaat
3 tri- 4 tetra- 5 penta.- 6 heksa- 7 hepta- 8 okta- 9 nona- 10 deka- Hapete ja happejääkide nimetused Happe Happe nimetus Happejäägi Happejäägi valem valem nimetus HF vesinikfluoriidhape F- fluoriid HBr vesinikbromiidhape Br- bromiid HCl vesinikkloriidhape Cl- kloriid HI vesinikjodiidhape I- jodiid H2S divesiniksulfiidhape S2- sulfiid H2SO3 väävlishape SO32- sulfit H2SO4 väävelhape SO42- sulfaat H3PO4 fosforhape PO43- fosfaat H2CO3 süsihape CO32- karbonaat HNO3 lämmastikhape NO3- nitraat Ülesanne: määra aineklass ning anna nimetus Li2O Oksiid-aluseline- liitiumoksiid CaS Sool-aluseline-kaltsiumsulfiid CsOH Hüdroksiid- lahustuv (leelis) tseesiumhüdroksiid HCl Hape-tugev hape- vesinikkloriidhape
HF vesinikfluoriidhape F- fluoriid HCl vesinikkloriidhape Cl- kloriid HBr vesinikbromiidhape Br- bromiid HI vesinikjodiidhape I- jodiid 2- H2S divesiniksulfiidhape S sulfiid H2SO4 väävelhape SO42- sulfaat H2SO3 väävlishape SO32- sulfit - HNO3 lämmastikhape NO 3 nitraat - HNO2 lämmastikushape NO 2 nitrit 3- H3PO4 fosforhape PO4 fosfaat H2CO3 süsihape CO32- karbonaat
2+ 2- CaSO4 Nimetuste andmine Soolade nimetuses F floriid Cl- kloriid ühendatakse vastavate Br- bromiid katioonide ning I- iodiid anioonide nimetused. S2- sulfiid NO3- nitraat SO42- sulfaat CO32- karbonaat PO43- fosfaat NO2- nitrit SO32- - sulfit Nimetuste andmine Püsiva oa puhul Muutuva oa puhul IA-IIIA rühm ülejäänud rühmad metall+happejäägi metall + oa + happejäägi nimetus nimetus Na3PO4 naatriumfosfaat CuCl2 vask(II)kloriid AlCl3 alumiiniumkloriid Fe(NO3)3 - raud(III)nitraat Ülesanne anna sooladele õige nimetus Al2(SO4)3 Na2SO3 BaCl2 FeSO4 KBr Na3PO4 CuSO4 NaF AlI3 Ba(NO3)2 Fe2(SO4)3 AgNO3
vesinikioonidest ja happeanioonidest. Happeaniooni laeng võrdub vesiniku aatomite arvuga happemolekulis. 2. Hapete valemid ja nimetused, happeanioonide valemid ja nimetused HF vesinikfluoriidhape, F - HCL vesinikkloriidhape(soolhape), Cl - kloriidioon HBr vesinikbromiidhape, Br - bromiidioon HI jodiidhape,I - jodiidioon HNO2 lämmastikkushape,NO2 - nime ei tea HNO3 lämmastikhape,NO3 - nitraatioon H2S divesiniksulfiidhape,S2 - sulfiidioon H2SO3 väävlishpe,SO32 - sulfitioon H2SO4 väävelhape,SO42 - sulfaatioon H2CO3 süsihape,CO32 - karbonaatioon H4SiO4 ortoränihape, SiO44 - silikaatioon H3PO4 fosforhape,PO43 - fosfaatioon HMnO4 permangaanhape,MnO4 Veel anioone - OH - hüdrooksiidioon , HCO3 - vesinikkarbonaatioon 3. Hapete liigitus Tugevad, keskmise tugevusega, nõrgad. 4. Happelised oksiidid ja neile vastavad happed Happelised oksiidid, Happed SO2(vääveldioksiid) H2SO3(väävlishape)
, . . , , . Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2 (g) Zn 2 Cu + HCl -> , , , . , , . 8 ~1 . . : u HNO3 - , , . . 9 2 3 CuSO4 , , , , . CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4 Zn u 10 KMnO4 K2Cr2O7 ~0,5 KMnO4 Na2SO3 5Na2SO3+3H2SO4+2KMnO4=5Na2SO4+2MnSO4+K2SO4+3H2O : MnO4-+ 8H++ 5e- Mn2++ 4H2O : SO32- + H2O - 2e- SO42- + 2H+ 2MnO4- + 6H+ + 5SO32- 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42- 11 ~0,5 2 KMnO4 . Fe2+. MnO4- . 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 10 MnO4- (aq)+ 10 Fe2+ (aq)+ 8 H+(aq) 2Mn2+(aq) +5 Fe3+(aq) + 28H2O (l) Mn 7+ +5e- Mn 2+ 1 Fe2+ - 1e- Fe3+ 5 12 K2Cr2O7 (1-2 ) ~ 1 Fe2+. . : 6 FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 --> 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Fe2+- 1 e- --> Fe3+ 3 6
Cl2 + H2O, AgNO3, NH3H2O, KI, KMnO4, HNO3, CH3COO--ioon. Töö käik ja tulemuste analüüs Katse 1. Anioonide segu analüüs Analüüsitava lahuse number: 8. Eelkatsed: a) Analüüsitava lahuse pH määramine Tilgutasin klaaspulgaga analüüsitavat lahust filterpaberile ning määrasin skaala järgi lahuse pH, mis osutus neutraalseks või siis väga vähesel määral aluseliseks. Lahus tundus lõhnatuna, kuid igaks juhuks ei välistanud ma S 2-, SO32- ning NO2--ioonide esinemist lahuses ning viisin läbi ka nende tõestusreaktsioonid. b) Lahuse värvus Lahus oli kollase värvusega, seega ei saanud värvuse järgi välistada mõningate anioonide esinemist lahuses. c) Tugevate oksüdeerivate omadustega anioonide tõestamine Hapestatud analüüsitavale lahusele lisasin KI ning tolueeni. Lahusele tekkis peale punakas kiht. Järelikult eraldus vaba iood ning lahses esines oksüdeerivate omadustega anioone.
- vesinikjodiidhape HI I jodiidioon KI kaaliumjodiid lämmastikushape HNO2 NO2- nitritioon Ca(NO2)2 kaltsiumnitrit lämmastikhape HNO3 NO3- nitraatioon NaNO3 naatriumnitraat divesiniksulfiidhap H2S S2- sulfiidioon Na2S naatriumsulfiid e väävlishape H2SO3 SO32- sulfitioon CaSO3 kaltsiumsulfit väävelhape H2SO4 SO42- sulfaatioon CuSO4 vask(II)sulfaat süsihape H2CO3 CO32- karbonaatioon CaCO3 kaltsiumkarbonaat ortoränihape H4SiO4 SiO44- silikaatioon K4SiO4 kaaliumsilikaat fosforhape H3PO4 PO43- fosfaatioon Ca3(PO4)2 kaltsiumfosfaat MnO4-
Hapete ja happeanioonide nimetused vastav hape happeline oksiid happeanioon happeaniooni nimi (saadakse veega reageerimisel) SO2 vääveldioksiid H2SO3 väävlishape SO32- -sulfit SO3 vääveltrioksiid H2SO4 väävelhape SO42- -sulfaat CO2 süsinikdioksiid H2CO3 süsihape CO32- -karbonaat P4O10 tetrafosfordekaoksiid H3PO4 fosforhape PO43- -fosfaat
HI vesinikjodiidhap I− jodiid e H2S divesiniksulfiidh S 2− sulfiid ape H2SO4 väävelhape SO 42− sulfaat H2SO3 väävlishape SO32− sulfit HNO3 lämmastikhape NO3− nitraat HNO2 lämmastikushap NO2− nitrit e H3PO4 fosforhape PO43− fosfaat H2CO3 süsihape CO32- karbonaat
valem aniooni aniooni vastava oksiidi oksiidi nimetus valem nimetus valem I VI -II väävelhape SO42- sulfaatioon VI -II vääveltrioksiid H2SO4 SO3 väävlishape SO32- sulfitioon vääveldioksiid H2SO3 SO2 (orto)fosforhape PO43- fosfaatioon tetrafosfordekaoksiid H3PO4 P4O10
HF vesinikfluoriidhape F- HCl vesinikkloriidhape Cl- HBr vesinikbromiidhape Br- HI vesinikjodiidhape I- H2S divesiniksulfiidhape S2- H2SO4 väävelhape SO42- H2SO3 väävlishape SO32- HNO3 lämmastikhape NO3- HNO2 lämmastikushape NO2- H3PO4 fosforhape PO43- H2CO3 süsihape CO32- H2SiO4 SiO32- ränihape (H4SiO4) SiO44-
Na2SO3 kollane roosa 9 jah CH3COONH4 kollane värvusetu 6 jah Kirjutada nende soolade hüdrolüüsi võrrandid: 1. Al2(SO4)3 Al3+ H2O AlOH + H+ ; Al2(SO4)3 + 6H2O 2 Al(OH)3 + 3H2(SO4) 2. NaCl NaCl + H2O ei hüdrolüüsu 3. Na2CO3 CO32- + H2O HCO3- + OH- ; Na2CO3 +H2O NaHCO3+ NaOH 4. Na2SO3 SO32- + H2O HSO3- + OH- ; Na2SO3 +H2O NaHSO3+ NaOH 5. CH3COOHN4 NH4+ + H2O NH3 H2O + H+ ; CH3COONH4 + H2O NH3H2O +CH3COOH Arvutada Na2CO3, Na2SO3 ja CH3COONH4 hüdrolüüsi määrad ja lahuse pH eeldades, et lahused on 0,1M ( K vt. Tabelist Lisa 1) Milline sooladest on enam hüdrolüüsunud? 0,1 Na2CO3 hüdrolüüsi määr ja lahuse pH = √ 1∙ 10−14 −11 4,8∙ 10 ∙ 0,1 =0,046 H+=
Nimetamine: Tavaliselt lisatakse tüviühendi nimetusele lõppu hape (kui karboksüülrühmi on kaks, siis dihape).Karboksüülrühma süsinik loetakse tüviühendi ahelasse. Näited: CH3 -- CH2 -- CH2 -- COOH butaanhape CH2 -- CH2 -- COOH 2kloropropaanhape | Cl HOOC -- CH2 -- CH2 -- COOH butaan1,4dihape Karboksüülhappe aniooni nimetuse andmisel asendatakse järelliide hape järelliitega aat. Näiteks: CH3 -- CH2 -- COO (propanaatioon) nagu SO32(sulfaatioon). Vastava happe soola nimetatakse näiteks: CH3 CH2 COONa (naatriumpropanaat). · Kuna paljud orgaanilised happed on keeruka struktuuriga ja nende nimetused tuleksid liiga pikad, siis kasutatakse nende triviaalnimetusi. Näiteks: piimhape, sipelghape (metaanhape), äädikhape (etaanhape). Saadakse: Aldehüüdide oksüdeerumisel CH3--CHO (oksüdeerumine)CH3 -- COOH Struktuur: Karboksüülhapete funktsionaalrühm on karboksüülrühm (COOH või O || C OH)
m(lahus)=m(aine)/Pm*100; V(lahus)=m(lahus)/(lahus); n=m/M >m=n*M; V=n*Vm(22,4dm3/mol); m=V*; V=m/; =m/V; m(aine)= m(lahus)*Pm/100%; m(lahus)=V(lahus)* (lahus); m(lahusti)=m(lahus)- m(aine); m(lahus)=m(aine)+m(lahusti); n=V/Vm. Struktuurivalemid: süsinik=C=; hapnik-O-;vesinik H-; lämmastik-N=Organ. ühendite aineklassid: alkohol-OH; karboksüülhapped- COOH; süsivesinikud-CH2,CH3,CH. F- - fluoriid; Cl- - kloriid; Br- - bromiid: I- - joiid; S2- - sufiid; SO42- - sufaat; SO32- - sufit; NO3- - nitraat; PO43- - fosfaat; CO32- - karbonaat. . . . . ; ; ; ; ; . . . . . . .
lahust (DMG ehk Tšugajevi reaktiiv, CH3(CNOH)2CH3). Seejärel hoian filterpaberil avatud NH3 H2O pudeli kohal. Kuna tekib suur ja lai roosakas laik, siis on sellega Ni2+-ioonide olemasolu tõestatud. Aniooni tõestusreaktsioonid Kõigepealt mõõdan universaalindikaatoriga lahuse pH, mis on umbes 4-5, seega võib arvata, et lahuse ei saa sisaldada ebapüsivate hapete anioone CO 32- ja S2O32-. Kuna lahus ei lõhna ka iseäralikult, siis puuduvad suure tõenäosusega ka S 2-, SO32- ja NO2—ioonid. Lahuse värvuse võivad anda ka [Fe(CN) 6]3-, [Fe(CN)6]4- ja CrO42- ioonid. Tugevate oksüdeerivate omadustega anioonide tõestamine Lisan 3-4 tilgale alglahusele 1M H2SO4 lahust ja 2-3 tilka KI lahust ning 3-4 tilka tolueeni. Ekstraheerin. Kuna tolueeni kiht lillakaspunaseks ei värvu, siis ei eraldunud vaba jood ja tugevalt oksüdeeriva toimega anioone lahuses pole. Tugevate redutseerivate omadustega anioonide tõestamine
Al2(SO4)3 Läbipaistav Punane pH<7 jah NaCl Läbipaistav Kollane pH=7 Ei Na2CO3 Roosa Kollane pH>7 Jah Na2SO3 Läbipaistav Kollane pH>7 Jah CH3COONH4 Läbipaistav Oranz pH<7 jah Al2(SO4)3 2Al3++3SO4 NaClNa++Cl- Na2CO32Na++CO3- Na2SO32Na++SO32- CH3COONH4CH3COO++NH3- Na2CO3- tugev alus ja nõrk happe Kv 1*10 -14 = = = 0,046 K hape C sool 4,8 *10 -11 * 0,1 K hape * Kv 4,8 *10 -11 *1*10 -14 = = C 0,1 [H+]= sool 2,19*10-12 pH=-log(2,19*10-12)=11,7 Na2SO3-tugev alus, nõrk happe 1*10 -14
.. Hapnik oleks oksüdeerija Broom oleks oksüdeerija Lämmastik oleks redutseerija Vesinik oleks oksüdeerija Vesinik oleks redutseerija ÜLESANDED · Kirjuta kolme süsinikühendi valem, kus... Süsinik saab olla vaid redutseerija Süsinik saab olla vaid oksüdeerija Süsinik saab olla nii oksüdeerija kui redutseerija ÜLESANDED · Kuidas võivad redoksreaktsioonides käituda järgmised osakesed? N3- SO32- S NO3- Cl- ClIII Süsinik CH4-s PH3 S2- BrVII HNO3 HNO2 ÜLESANDED · Kirjuta skeemile vastavad reaktsioonivõrrandid: C CH4 CO CO2 H2CO3 N2 NH3 NH4Cl KCl Cl2 NH3H2O
Br- L L L L L L L L NO3-L L E L L L L l- L L L L L L L L Pb2+ L L E L L L L S2- L L L VL L L E E E3- E E E E - - NO 3- L SO32 L - NO L E E E E E E E E E - - - SO42 L Reaktsioon L L VL L toimub, E L sest L saadus L L (sade) E L
pH=3,68 Kontsentratsiooni leidmine pH järgi Mõõta tundmatu kontsentratsiooniga NH3H2O lahuse pH. pH=10,13 5. Soolade hüdrolüüs 1. Teha katsed : Al2(SO4)3, NaCl, Na2CO3, Na2SO3, CH3COONH4 . Võtta väike kogus soola ja lahustada see destilleeritud veega pooleni täidetud katseklaasis. Jagada uuritav lahus kahte katseklaasi. Ühte lisada 2-3 tilka indikaatorit ff, teise 1-2 tilka mp. Hinnata lahuse pH. Al2(SO4)3 2Al3++3SO4 NaClNa++Cl- Na2CO32Na++CO3- Na2SO32Na++SO32- CH3COONH4CH3COO++NH3- Na2CO3- tugev alus ja nõrk hape 1*10 -14 -11 = = 4,8 * 10 * 0,1 0,046 4,8 *10 -11 *1*10 -14 = + 0 ,1 [H ]= 2,19*10-12 pH=11,7 Na2SO3-tugev alus, nõrk hape 1*10 -14 -2 = = 1,3 * 10 * 0,1 2,77*10-6 1,3 *10 -2 *1*10 -14 = + [H ]= 0 ,1 3,61*10-8 pH=7,44
tilka tolueeni. Ekstraheeritakse. Kui tolueeni kiht värvub lillakaspunaseks, siis eraldus vaba jood ja seega on lahuses oksüdeeriva toimega anioone. Märkus: tolueeni kihi värvus peab olema intensiivne! Nõrk värvus võib olla tingitud I2st, milline sageli sisaldub KI lahuses. 4.) Redutseerivate omadustega KMnO4 violetne värvus kadus; Br-, I-, [Fe(CN)6]4-, SCN-, S2-, anioonide tõestamine lahus läks kollaseks SO32- , S2O32-, (COO)22-, NO2-. 3-4 tilka anioonide lahust hapestatakse 1M H2SO4-ga ja lisatakse 1-2 tilka lahjendatud KMnO4 lahust. KMnO4 violetse värvuse kadumine (valastumine) võib toimuda toatemperatuuril või alles lahuse soojendamisel. b) tõestada lahuses olemasolevad anioonid Kirjutage üksteise alla kõikide anioonide valemid, mis võivad lahuses esineda. Eelkatsete tulemuste alusel tõmmata need anioonid maha, mis kindlasti puuduvad, lisades kõrvale
: ( ), - ( , , l4) · , · , · · () . . =k, , /; - . , ; k- . , (NH3, SO2, CO2) NH3+H2ONH4OH SO2+H2O H2SO3 CO2+H2OH2CO3 - : - - BaCl2+K2SO4BaSo4+2KCl - - Zn0+Cu +2SO4Zn+2SO4+Cu0 -, ( ). -, ( ). : , , - Fe 2+, Cr3+, Sn2+; - Cl-, S2-, SO32-; - 2, , , . - 2, Cl2, F2; - Fe 3+, Sn4+, Cr6+, - N3, MnO4, ClO4, ClO3 ( , . , , , ) . 3 - : 1): 2KMn +7O4+5K2S-2+8H2SO45S0+2Mn+2SO4+6K2SO4+8H2O (- Mn+7+5 Mn+2 - ; - - S-2-2 S0 ) 2): 2Ag2+1O-2 4Ag0+O20 - (- Ag+1+1 Ag0; - 2-2-4 20) 3): (- ) 4Na2S4O3 3Na2S6O4+Na2S-2 (- S4+6e S-2; - S4- 2e 6 S ) , , , . , ; . : - - ( ) - , ; - -
Reageerimine aluste ja aluseliste oksiididega NaOH + HCl = NaCl + H2O sisuliselt on neutralisatsioonirektsioon vee tekke reaktsioon H+ + OH- = H2O Aluselise oksiidi korral CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O Kuna CaO vees ei lahustu on ioonivõrrandit õigem kirjutada CaO + 2H+ = Ca2+ + H2O Reageerimine sooladega ei pruugi olla hapetele iseloomulik reaktsioon 1. Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + SO2 2. on vesinikiooni reaktsioon H+ + SO32- = H2+ SO2 (eraldub gaas) 3. H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl on , aga hoopis sulfaatiooni reaktsioon 4. SO42- + Ba2+ = BaSO4 (sade) Brõnstedi järgi on happed ained, mis loovutavad prootoni ( see tähendab Vesinikiooni doonorid) Olulist vahet definitsioonide erinevus ei põhjusta, sest happe omadused on ikkagi seotud vesinikiooniga Alused, nende omadused Arrheniuse järgi ained, mille elektrolüütilisel dissotsiatsioonil eralduvad hüdroksiidioonid
ammooniumpuhvris NH3 + H(+) -> NH4(+) HÜDROLÜÜS hüdrolüüs – solvolüüs, kus reaktsioon toimub lahustunud aine ja vee vahel mida suurem on iooni laeng ja väiksemad tema mõõtmed, seda tugevam on iooni polariseeriv toime vee molekulidele, st seda tugevamini sool hüdrolüüsub. need on tavaliselt nõrkade aluste katioonid / nõrkade hapete anioonid, nt S2-, CO32-, SO32-, PO43-, CH3COO-, Zn2+, Cu2+, Fe3+, NH4+, Al3+ NB! mida väiksem on aine viimane dissotsatsioonikonstant, seda rohkem sool hüdrolüüsub ja seda happelisem tuleb lahus soola hüdrolüüsi variandid: 1) nõrga happe sool: vee koostisesse kuulunud H+ ioonid seostuvad happe anioonidega – tekib nõrk hape. vabalt lahuses OH- ioonid ja soola katioonid -> lahus muutub aluseliseks. CH3COO− + Na+ + H2O -> CH3COOH + Na+ + OH−
Lahuses hakkas tsingitüki peale sadestuma vase kiht. Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu 0 II Zn -2e Zn redutseerija, oksüdeerub - II 0 Cu +2e- Cu oksüdeerija, redutseerub Katse 10 Valasin katseklaasi 0,5 ml KMnO4 lahust ja lisasin sama koguse lahjendatud H2SO4 lahust ning spaatliga tahket Na2SO3 seni kaua, kui värvus muutus värvituks/ läbipaistvaks. 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O 2K+ + MnO4- + H2+ + SO42- + Na2+ + SO32- Mn2+ + SO42- + Na2+ + SO42- + K2+ + SO42- + H2O Katse 11 Valasin katseklaasi 0,5 ml lahjendatud väävelhappelahust ja 2 tilka KMnO 4 lahust. Seejärel lisasin tilkhaaval FeSO4 lahust. Reaktsiooni tulemusena kadus lahusele iseloomulik permanganaatioonist tingitud värvus. 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O 2MnO4- + 5Fe2+ + 16H+ 2Mn2+ + 5Fe3+ + 8H2O 7 Katse 12
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu↓ KMnO4 ja K2Cr2O7 reaktsioone Katse 10. Valada katseklaasi ~0,5 ml KMnO4 lahust ja lisada sama kogus lahjendatud H2SO4 lahust ning spaatliga tahket Na2SO3 kuni värvuse valastumiseni (värvituks muutumiseni). KMnO4(aq) + Na2SO3(s) +H2SO4(aq) → MnSO4(aq) + 5Na2SO4(aq) + K2SO4(aq) +3H2O(l) Lillakas-roosa värvi lahus Na2CO3 lisamisega muutub värvusetuks. MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O ‖⋅2 SO32- + H2O – 2e- → SO42- + 2H+ ‖⋅5 (oksüdeeria – liidab elektrone) (redutseeria – loovutab elektrone) 2MnO4- + 16H+ + 10e- + 5SO32- + 5H2O – 10e- → 2Mn2+ + 8H2O + 5SO42- + 10H+ 2MnO4- + 6H+ + 5SO32- → 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42- 2KMnO4 + 5Na2SO3 +3 H2SO4 → 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + +3H2O Katse 11. Valada katseklaasi ~0,5 ml lahjendatud väävelhappelahust ning lisada 2 tilka KMnO 4 lahust. Seejärel lisada tilkhaaval Fe2+-ioone sisaldavat lahust.
Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)3 + H+ Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2(SO4) NaCl (tekkinud tugeva aluse ja tugeva happe reageerimisel, seega ei hüdrolüüsu) NaCl + H2O = Na2CO3 (tekkinud tugeva aluse ja nõrga happe reageerimisel) CO32- + H2O = HCO3- + OH- HCO3- + H2O = H2CO3 + OH- Na2CO3 + H2O = NaHCO3 + NaOH Na2SO3 ((tekkinud tugeva aluse ja nõrga happe reageerimisel) SO32- + H2O = HSO3- + OH- HSO3- + H2O = H2SO3 + OH- Na2SO3 + H2O = NaHSO3 + NaOH CH3COONH4 (tekkinud nõrga aluse ja nõrga happe reageerimisel) NH4+ + H2O = NH3 * H2O + H+ CH3COO- + H2O = CH3COOH + OH- CH3COONH4 + H2O = NH3 * H2O + CH3COOH 2. Hinnata Al2(SO4)3 ja Na2CO3 lahuste pH ka universaalse indikaatorpaberiga Al2(SO4)3 indikaatori värv jäi samaks, seega pH = 6,0 Na2CO3 indikaator värvus sinkaks, seega pH = 10,0 3
lahusti molekulide toimel. Dissotsiatsioonivõrrandid näitavad, millised ioonid tekivad elektrolüüdi lahustumisel. Dissotsiatsioonivõrrandid peavad olema tasakaalus ja laengute summa peab olema 0. Ioonideks ei dissotsieeru sade, gaas, vesi, oksiid ja nõrgad elektrolüüdid (H S, BaSO ). 2 4 Hapete elektrolüütiline dissotsiatsioon H2SO3 = H+ + HSO3- I järk HSO3- = H+ + SO32- II järk H2SO3 + HSO3 = 2H+ + HSO3 + SO32- H2SO3 = 2H+ + SO32- (summaarne) Aluste elektrolüütilne dissotsiatsioon KOH = K+ + OH- Ba(OH)2 = Ba(OH)+ + OH- Ba(OH)+ = Ba2+ + OH- Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH- (summaarne) 21 Soolade elektrolüütiline dissotsiatsioon Soolad, mis ei lahustu, ei dissotseeru. Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO2-4 Al2(SO4)3 AlCl3 = Al3+ + 3Cl-
happeanioonidest. Happeaniooni laeng võrdub vesiniku aatomite arvuga happemolekulis. 2. Hapete valemid ja nimetused, happeanioonide valemid ja nimetused HF vesinikfluoriidhape, F - HCL vesinikkloriidhape(soolhape), Cl - kloriidioon HBr vesinikbromiidhape, Br - bromiidioon HI jodiidhape,I - jodiidioon HNO2 lämmastikkushape,NO2 - nime ei tea HNO3 lämmastikhape,NO3 - nitraatioon H2S divesiniksulfiidhape,S2 - sulfiidioon H2SO3 väävlishpe,SO32 - sulfitioon H2SO4 väävelhape,SO42 - sulfaatioon H2CO3 süsihape,CO32 - karbonaatioon H4SiO4 ortoränihape, SiO44 - silikaatioon H3PO4 fosforhape,PO43 - fosfaatioon HMnO4 permangaanhape,MnO4 Veel anioone - OH - hüdrooksiidioon , HCO3 - vesinikkarbonaatioon 3. Hapete liigitus Tugevad, keskmise tugevusega, nõrgad. 4. Happelised oksiidid ja neile vastavad happed Happelised oksiidid, Happed SO2(vääveldioksiid) H2SO3(väävlishape)
koostisest. Teadagi on vihmavesi väga mage. Sisaldab olenevalt paikkonnast 20...30 mg/l mitmesuguseid sooli. Ookeanivesi on oluliselt soolasem ca 35000 mg/l. Põhja- ja pinnavesi on enamasti nende kahe äärmuse vahel. Joogiveeks loetakse kõlblikuks vett, mille soolsus ei ületa 1 g/l ehk 1000 mg/l. Vees lahustunud soolad esinevad anioonidena ja katioonidena. Peamised anioonid on OH , Cl-, SO42-, NO2-, NO3-, HCO-3, SO32-, PO43-. Levinumad katioonid on Na+, K+, - NH4+, Mg2+, Ca2+, Fe2+, Mn2+. Meie tingimustes oleks vajalik teada et SO 42- satub põhjavette sageli püriidi ehk FeS2 oksüdeerumisel, mis omakorda on tingitud maavarade kaevandamisega, mil püriit satub kokku hapnikurikka veega. NH4+, NO2-, NO3 vastavalt ammoonium-, nitrit-ja nitraat-ioonid näitavad põhjavee reostust kusjuures ammoonium on värske reostuse tunnus ja nitraatioon on protsessi lõpp produkt.
Kirjutada katses kasutatud soolade hüdrolüüsivõrrandid: Al2(SO4)3 = nõrk alus + tugev hape → reageerib alusejääk Al3+ + H2O ↔ AlOH2+ + H+ AlOH2+ + H2O ↔ Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O ↔ Al(OH)3 + H+ NaCl = tugev alus + tugev hape → ei hüdrolüüsu Na2CO3 = tugev alus + nõrk hape → reageerib happejääk CO32- + H2O ↔ HCO3- + OH- HCO3- + H2O ↔ H2CO3 + OH- Na2SO3 = tugev alus + nõrk hape → reageerib happejääk SO32- + H2O ↔ HSO3- + OH- HSO3- + H2O ↔ H2SO3 + OH- CH3COONH4 = nõrk alus + nõrk hape → reageerivad mõlemad CH3COO- + H2O ↔ CH3COOH + OH- NH4+ + H2O ↔ NH4OH + H+ Arvutada Na2CO3, Na2SO3 ja CH3COONH4 hüdrolüüsimäärad ja lahuse pH eeldades, et lahused on 0,1M (K vt. tabelist Lisa 2). 0,1M Na2CO3 hüdrolüüsimäär ja lahuse pH Kv K hape C sool K hape 4,2 10 7 1,00 10 14
Cl- -kloriid HCl (vesinikkloriidhape) metall-Cl näit. KCl (kaaliumkloriid) F- -flouriid HF (vesinikflouriidhape) metall-F näit. NaF (naatriumflouriid) Br- -bromiid HBr (vesinikbromiidhape) metall-Br näit. CaBr2 (kaltsiumbromiid) I- -jodiid HI (vesinikjodiidhape) metall-I näit. LiI (liitiumjodiid) S2- -sulfiid H2S (divesiniksulfiidhape) metall-S näit. Na2S (naatriumsulfiid) SO32- -sulfit H2SO3 (väävlishape) metall-SO3 näit. Al2(SO3)3 (alumiiniumsulfit) SO42- -sulfaat H2SO4 (väävelhape) metall-SO4 näit. FeSO4 (raud(II)sulfaat) PO43- -fosfaat H3PO4 (fosforhape) metall-PO4 näit. K3PO4 (kaaliumfosfaat) CO32- -karbonaat H2CO3 (süsihape) metall-CO3 näit. Na2CO3 (naatriumkarbonaat) SiO32- -silikaat H2SiO3 (ränihape) metall-SiO3 näit
Cl- -kloriid HCl (vesinikkloriidhape) metall-Cl näit. KCl (kaaliumkloriid) F- -flouriid HF (vesinikflouriidhape) metall-F näit. NaF (naatriumflouriid) Br- -bromiid HBr (vesinikbromiidhape) metall-Br näit. CaBr2 (kaltsiumbromiid) I- -jodiid HI (vesinikjodiidhape) metall-I näit. LiI (liitiumjodiid) S2- -sulfiid H2S (divesiniksulfiidhape) metall-S näit. Na2S (naatriumsulfiid) SO32- -sulfit H2SO3 (väävlishape) metall-SO3 näit. Al2(SO3)3 (alumiiniumsulfit) SO42- -sulfaat H2SO4 (väävelhape) metall-SO4 näit. FeSO4 (raud(II)sulfaat) PO43- -fosfaat H3PO4 (fosforhape) metall-PO4 näit. K3PO4 (kaaliumfosfaat) CO32- -karbonaat H2CO3 (süsihape) metall-CO3 näit. Na2CO3 (naatriumkarbonaat) SiO32- -silikaat H2SiO3 (ränihape) metall-SiO3 näit
0,86 – oksüdeerija Loksutada katseklaasis olevat lahust ja valada pool sellest teise katseklaasi. Üks lahustest lahjendada veega 1:3 ning lisada 2-4 tilka tärkliselahust, mis on I 2 määramise reaktiiviks. Milline värvus tekib tärklise lisamisel joodi sisaldavale lahusele? Tärklise lisamisel muutub lahus mustaks. Teise lahusesse lisada 2 tilka Na2S2O3 lahust. Tiosulfaatioon valastab joodilahuse (NB! joodilahust valastavad ka SO32–, S2– ja SCN– -ioonid). Kirjutada reaktsioonivõrrand, arvestades et reaktsiooni käigus tekib tetrationaatioon S 4O62– (2S2O32– – 2e– → S4O62–). I 2 2 Na2 S 2 O3 2 NaI Na 2 S 4 O6 I 2 2e 2 I oksüdeerija 2 2 2S 2 O3 2e S 4 O6 redutseerija Katse 4
Pööratavad reaktsioonid ei kulge lähteainete täieliku üleminekuni saadusteks. Näiteid praktiliselt mittepööratavate ioonireaktsioonide kulgemise kohta: 1. Sademe teke 2. Lenduva ühendi teke 3. Kompleksiooni teke 4. Nõrga elektrolüüdi teke Redoksreaktsioonid Oksüdeerija osake, mis liidab elektrone (Cl2, O2, O3, Br2, H2O2, CrO3, Cr2O72-, ClO4+, NO3-) Redutseerija osake, mis loovutab ioone (C, CO, H2, H2S, Na, K, Mg, Al, SO2, Sn2+, Zn, SO32-) Keemilise reaktsiooni kiirus Oleneb nii homogeenses kui heterogeenses süsteemis: 1. Temperatuurist 2. Kontsentratsioonist 3. Gaaside ja aurude korral nende rõhust 4. Faaside kokkupuutepind Ainult heterogeenses 5. Reaktsiooniproduktide difusioonikiirus faasi sügavusse süsteemis 6. Kaheaatomiliste gaaside dissotsiatsioonienergia
3- Titrant joodilahus (KI), kus oksüdeerijaks on I (jood lahustub vees halvasti, titrandi suurte konsentratsioonide kasutamine on promblemaatiline, seetõttu kasutatakse KI). Titrandina võib kasutada ka naatriumtiosulfaati Na2S2O3 . 3- - - I + 2e -> 3I . Indikaator I2-lahus on pruunikas. Üle minev värvusetuni. Kasutamine: Madala redokspotentsiaaliga aineid tiitritakse otse joodi lahusega :S2-, SO32-, Sn2+, Sb3+, As3+; Kõrgema redokspotentsiaaliga ained redutseeritakse enne jodiidioonide liiaga ja vabanenud jood tiitritakse naatriumtiosulfaadiga: MnO4-, Cr2O72-, CrO42-, Cl2, Br2 jt. Hapete määramine- jodiid-jodaati sisaldavat lahust lisatakse liiaga, reaktsioonis vabaneb H+ le ekvivalentne hulk I2, mis tiitritakse tiosulfaadi lahusega 1) desinfitseerivates vahendites joodi määramiseks; 2) aldehüüdide konsentratsiooni määramiseks; 3) palavikku alandavad (valuvaigistavad) vahendid;
Pööratavad reaktsioonid ei kulge lähteainete täieliku üleminekuni saadusteks. Näiteid praktiliselt mittepööratavate ioonireaktsioonide kulgemise kohta: 1. Sademe teke 2. Lenduva ühendi teke 3. Kompleksiooni teke 4. Nõrga elektrolüüdi teke Redoksreaktsioonid Oksüdeerija osake, mis liidab elektrone (Cl2, O2, O3, Br2, H2O2, CrO3, Cr2O72-, ClO4+, NO3-) Redutseerija osake, mis loovutab ioone (C, CO, H2, H2S, Na, K, Mg, Al, SO2, Sn2+, Zn, SO32-) Keemilise reaktsiooni kiirus Oleneb nii homogeenses kui heterogeenses süsteemis: 1. Temperatuurist 2. Kontsentratsioonist 3. Gaaside ja aurude korral nende rõhust 4. Faaside kokkupuutepind Ainult heterogeenses 5. Reaktsiooniproduktide difusioonikiirus faasi sügavusse süsteemis 6. Kaheaatomiliste gaaside dissotsiatsioonienergia
SO3 (vääveltrioksiid) värvitu, äärmiselt sööbiv vedelik keem-temp 44,7ºC sul-temp 16,8ºC tahkes olekus tsüklilised molekulid (SO3)3 SO3 reageerib tormiliselt veega: SO3 + H2O → H2SO4 kasut. H2SO4 tootmisel Väävlit sisaldavad happed H2SO3 (väävlishape) tekib väga vähesel määral SO2 lahustumisel vees Kuid hüdraaditud SO2 dissotsieerub vees, tekivad sulfitid ja vesiniksulfitid: SO2 + H2O → (H2SO3) → SO2 · H2O ↔ H+ + HSO3- ↔ 2H+ + SO32- Väävlishape (õigemini SO2 vesilahus) on redutseerija (ise oksüdeerub): SO32- + H2O + Br2 ↔ SO42- + 2Br - + 2H+ Väävlishapet, SO2 ja sulfiteid kasutatakse - kahjurite tõrjeks (peam. kasvuhoonetes) - desinfitseerimiseks (veinivaadid) puuviljade säilitamisel - kangaste ja õlgede pleegitamiseks * H2SO4 (väävelhape) õlikas, väga sööbiv vedelik laboris kasutatav H2SO4: d = 1,84 kg/dm3, sisaldab ≈ 96% H2SO4 lahjendamisel tuleb valada aeglaselt vette (mitte vastupidi!)
Redoksreaktsioonis toimuvad alati korraga oksüdeerumine ühe elemendi poolt ja redutseerumine teise elemendi poolt. Näited: S + H2 H2S; 3Fe + 2O2 Fe3O4; 2Ca+O2 2CaO; C+O2 C+4O-22; 2K+H2SO4 K2SO4+H2; N-44e N; Oksüdeerija osakene (aatom, ioon, molekul), mis liidab elektrone: Cl2, O2, O3, Br2, H2O2, CrO3, MnO4-, NO3- Redutseerija- osakene (aatom, ioon, molekul), mis loovutab elektrone: C, CO, H2, H2S, Na, K, Mg, Al, SO2, SO32-. Metallide korrosioon metalli hävimine ümbritseva keskkonna (õhu, vee, lahuste) mõjul. Korrosiooni klassifikatsioon: · keemiline korrosioon - toimub kuivades gaasides ja mitteelektrolüütsetes vedelikes (naftasaadused), kusjuures metallid reageerivad otseselt agressiivsete komponentidega või oksüdeerijatega: 2Mg + O2 2MgO · elektrokeemiline korrosioon - toimub elektrolüütide lahustes või sulatistes ja seda põhjustavad elektrokeemilised reaktsioonid
Redoksreaktsioonid on reaktsioonid, mille käigus muutub elementide oksüdatsiooniaste. Redoksreaktsioonis toimuvad alati korraga oksüdeerumine ühe elemendi poolt ja redutseerumine teise elemendi poolt. Näited: Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2; Oksüdeerija osakene (aatom, ioon, molekul), mis liidab elektrone: Cl2, O2, O3, Br2, H2O2,CrO3,MnO4-, NO3- . Redutseerija- osakene (aatom, ioon, molekul), mis loovutab elektrone: C, CO, H2, H2S, Na, K, Mg, Al, SO2, SO32-. S + H2 -> H2S; 3Fe + 2O2 -> Fe3O4 ; 2Ca + O2 -> 2CaO; C + O2 -> CO2; 2K + H2SO4 -> K2SO4 Oksüdeerija osakene(aatom, ioon, molekul), mis liidab elektrone : Cl2, O2, O3, H2O2, MnO4, kaaliumpermaganaat, Korrosiooniks nimetatakse materjalide keemilist, elektrokeemilist, bioloogilist või erosioonset hävinemist ümbritseva keskkonna toimel. Looduses: atmosfäär, vesi, vee ja atmosfääri liikumine. Tehiskeskkonnas: teised materjalid, kemikaalide lahused, gaasilised ained, aurud, temp
Redoksreaktsioonis toimuvad alati korraga oksüdeerumine ühe elemendi poolt ja redutseerumine teise elemendi poolt. N: S + H2 H2S; 3Fe + 2O 2 Fe3O4; 2Ca+O2 2CaO; C+O 2 C+4O-22; 2K+H2SO4 K2SO4+H2; N-44e N; Oksüdeerija osakene (aatom, ioon, molekul), mis liidab elektrone: Cl 2, O2, O3, Br2, H2O2, CrO3, MnO4-, NO3- Redutseerija- osakene (aatom, ioon, molekul), mis loovutab elektrone: C, CO, H2, H2S, Na, K, Mg, Al, SO 2, SO32-. Korrosiooniks nimetatakse materjalide keemilist, elektrokeemilist, bioloogilist või erosioonset hävinemist ümbritseva keskkonna toimel. Looduses: atmosfäär, vesi. Tehiskeskkonnas: teised materjalid, kemikaalide lahused, gaasilised ained, aurud, temperatuuri ja mehaanilised mõjutused. Metallid hävinevad üldjuhul elektrokeemilise korrosiooni tõttu. Korrosioonil asetleidvad protsessid: tehnikas kasutavad metallid sisaldavad reeglina näiteks teisi metalle ja elektrolüüdi
annaabi.ee 
