- happe-aluselised indikaatorid on nõrgad orgaanilised happed või alused, milledega toimuvad sisemised struktuuri muutused kui nad dissotsieeruvad või assotsieeruvad, põhjustades värvimuutuse Indikaatorid · Indikaatorite värvimuutust kirjeldavad võrrandid: · HIn+ H2O = H3O+ + In- Happe värv aluse värv · In + H2O = InH+ + OH Alus värv happe värv Indikaatori molekulaarse vormi värv on erinev ioonse vormi värvist Indikaatorid · Tasakaalukonstandid-dissotsiatsioonikonst. Happe-aluseliste indikaatorite tüübid 6 klassi orgaanilisi ühendeid · Ftaleiin indikaatorid fenoolftaleiin tümoolftaleiin · Sulfoonftaleiin indikaatorid fenoolsulfoonftaleiin ehk fenool punane · Azoindikaatorid metüüloranz metüülpunane Fenoolftaleiin Indikaatori pöördeala pH 8,0-9,2 Sulfoonftaleiin indikaatorid · 2 värvimuutuse ala, üks happelises teine neutraalses või nõrgalt aluselises keskkonnas
etaanhapet. Sulgesin kolbi ja jätsin seisma nädalaks ajaks. Iga reagendi hulga määrasin ka kaalumise teel. Selleks võtsin hulgad, mida kasutasin lahuste tegemisel ja lasin pipeti tühjaks voolata kaaluklaasi, sain ainete massid. Katalüsaatori hulga uuritavas segus määrasin 5 ml 3n HCl lahuse tiitrimise teel 0,5145n NaOH lahusega fenoolftaleiini juuresolekul. HCl massi määrasin kaalumise teel. Kuna reaktsiooni tasakaal nihkub aeglaselt, on tasakaalukonstandid määratavad tiitrimise teel. Pärast nädala ajast seismist tiitrisin kolvi sisu 0,5145n NaOH lahusega fenoolftaleiini juuresolekul. Katseandmed ja arvutuskäik Uuritav segu: 5 mL 3n HCl + 4 ml etüületanaati + 1 ml etaanhapet Sain kaaludes: NaOH-ga tiitrimise tulemused: mHCl=5,226 g V1,NaOH=31 mL (0,5145n) metüületanaat=3,534 g V2,NaOH=101 mL (0,5145n) metaanhape=1,031 g 1
etaanhapet. Sulgesin kolbi ja jätsin seisma nädalaks ajaks. Iga reagendi hulga määrasin ka kaalumise teel. Selleks võtsin hulgad, mida kasutasin lahuste tegemisel ja lasin pipeti tühjaks voolata kaaluklaasi, sain ainete massid. Katalüsaatori hulga uuritavas segus määrasin 5 ml 3n HCl lahuse tiitrimise teel 0,5180n NaOH lahusega fenoolftaleiini juuresolekul. HCl massi määrasin kaalumise teel. Kuna reaktsiooni tasakaal nihkub aeglaselt, on tasakaalukonstandid määratavad tiitrimise teel. Pärast nädala ajast seismist tiitrisin kolvi sisu 0,5060n NaOH lahusega fenoolftaleiini juuresolekul. Katseandmed ja arvutuskäik Uuritav segu: 5 mL 3n HCl + 3 ml etüületanaati + 2 ml etaanhapet Sain kaaludes: NaOH-ga tiitrimise tulemused: mHCl=5,262 g V1,NaOH=30,1 mL (0,5180n) metüületanaat=2,696 g V2,NaOH=122,3 mL (0,5180n) metaanhape=2,115 g 1
5 9.57 957 10 0.5 20 69 34 9.67 967 6 0.5 12 70 34.5 9.73 973 9 0.5 18 71 35 9.82 982 8 0.5 16 72 35.5 9.9 990 Graafikust on näha, et esimene ekvivalentpunkt oli saavutatud 10,90 ml ja teine 26,70 ml NaOH lisamisel. pH alg = 2,27, kust [H+]= 5.37*10-3 , kus k´ = 7,5 10 -3. Ehk Siit tasakaalukonstandid ekvivalentpunktides on: V (NaOH)= 10,90 ml juures pH = 4,60 log [H+] = 4,60, [H+] = 2.51 10 -5, siit V(NaOH)=26.70 ml pH=8.70 siit Kirjanduses on fosforhappe esimene ja teine dissotsiatsioonikonstandid vastavalt 7,11*10-3 ja 6,34*10-8. Katsel saadud värtused on vastavalt ja . Seega katseviga esimeses mõõtmises oli päris suur, kuid teises see vähenes.
lahusesse vesiniktsüaniidi ja hüdroksiidioone: - - CN + H2O HCN + OH Algselt 0.050 Lõpuks 0.050 - x x x ja seda tasakaalu kirjeldab aluselise hüdrolüüsi konstant Kb. Kuna konjugeeritud happe-alus paari tasakaalukonstandid annavad korrutamisel vee disotsatsioonikonstandi (Ka×Kb=Kw), saame rakendada vesiniktsüaniidi (HCN) dissotsatsioonikonstanti (Ka = 6.2 × 10-10) vastava Kb väärtuse saamiseks. Kb = [HCN ]⋅ [OH − ] = x2 K = w= 1.01× 10−14 = 1.6 × 10−5 ,
Vabaenergia ongi siis energia, mille arvel tehakse tööd. Temperatuuri muutmine väga ∆ H ja ∆ S ei mõjuta, aga mõjutab märgatavalt vabaenergiat ja võib isegi märki muuta. Keemiline tasakaal 12. Keemilise reaktsiooni tasakaal See on pöörduva reaktsiooni olek, mille korral päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiirused on võrdsed. Tingimuste muutmisega saab tasakaalu nihutada. 13. Reaktsiooni pöörduvus, termodünaamika ja keemiline tasakaal, tasakaalukonstandid, heterogeenne tasakaal. Toimuvad nii päri kui vastassuunaline reaktsioon, mõlemad reaktsioonid toimuvad võrdse kiirusega. Kui süsteem teeb tööd, siis tema töövõime väheneb, kuni saab tasakaaluolekus võrdseks nulliga. Heterogeenne tasakaal – kui tasakaalus osaleb rohkem kui üks faas. Kui K väärtus suur, siis ülekaalus saadused Kui K väärtus väike, siis ülekaalus lähteained 14. Keemilise tasakaalu tingimused (G abil, teha joonis).
kohaneda, viies muutuse mõju miinimumini. Segu kokkusurumisel kaldub reaktsioon suunas, kus gaasimolekulide arv on väiksem. Rõhu langetamisel tekib juurde neid gaasilisi ained, mille molekule on rohkem. Endotermilise reaktsiooni korral nihkub tasakaal paremale, eksotermilise puhul vasakule. Tasakaalukonstandi sõltuvust temperatuurist kirjeldab van’t Hoffi võrrand: ln K2K1 = Hr0/R [1/T1 – 1/T2] kus K1 ja K2 on tasakaalukonstandid vastavalt temp-idel T1 ja T2 ning Hr0 on reaktsiooni entalpiamuut väljendatuna koefitsientidele vastavate moolide arvu ainete kohta. Ühik kJ. Katalüsaatori lisamine või eemaldamine ei mõjuta tasakaaluolekut. Mõjutab tasakaalu saabumise kiirust. 10. PEATÜKK HAPPED JA ALUSED Arrheniuse teooria – hape on ühend, mis sisaldab vesinikku ja annab reaktsioonil veega vesinikiooni. Alus on ühend, mis annab veega reageerides hüdroksiidiooni. (puudus: piiratud ühe lahusti, veega)
Reaktsiooni vabaenergia muutub temperatuuri muutudes aga märgatavalt ja võib isegi märki muuta! Keemiline tasakaal 1. Keemilise reaktsiooni tasakaal- Kui tingimused ei muutu, kulgevad reaktsioonid olekuni, kus vastassuunaliste reaktsioonide kiirused saavad võrdseks, ainete kontsentratsioonid enam ajas ei muutu ja tekkinud segus on sõltuvalt tingimustest rohkem või vähem kõiki reaktsioonis osalevaid aineid = tasakaal 2. Reaktsiooni pöörduvus, termodünaamika ja keemiline tasakaal, tasakaalukonstandid, heterogeenne tasakaal. 3. Keemilise tasakaalu tingimused (G abil, teha joonis). Keemilisele tasakaalukonstandile vastab Gibbsi vabaenergia miinimum e ∆G=0. Kui p ja T on const, siis saavad spontaanselt kulgeda vaid need protsessid, mille käigus Gibbsi energia väheneb (ΔGP,T < 0) Kui ΔG saab võrdseks nulliga, siis on süsteem saavutanud tasakaaluoleku ning iseeneslikult sellest enam väljuda ei saa.
Vee molaarne kontsentratsioon on 55,5 M, seega vee Ka = 1,8 10 –16 . Üldjuhul happe HA jaoks vesilahuses kirjutame Ka = [H3O+] [A–] / [HA], kus A– on happega HA konjugeeritud alus. Ka nimetatakse ka happelisuse konstandiks (pea meeles, et vee kontsentratsioon lahjendatud lahuseis on ca püsiv ja ei lähe võrrandi). Kahe- ja polüprotoonsed happed dissotsieeruvad astmeliselt ja astmete tasakaalukonstandid varieeruvad laiades piirides. Lahuse pH väärtus väljendab hüdrooniumioonide kontsentratsiooni lahuses, matemaatiliselt pH = - log[H3O+] . Analoogselt väljendatakse hapete tugevust pKa väärtustega, pKa = – log K a , seega vee pKa võrdub 15,7. Lahused pH väärtustega alla 7 on happelised, üle 7 on aluselised, lahused pH väärtusega 7 on neutraalsd. Tugevate hapete pKa väärtused on negatiivsed, näit.kloorvesinikhappe pH =
moodustub ja seda vähem ligandi on vaja vms. Tugevad seostumised jäävadki pM kanti. Peab siiski meeles pidama, et meil on tegu olukorraga, kus [L] 0>>[E]0 ja seega [L]0~[L]eq. Et saada ilus seostumiskõver, siis peaks [L]0 valima nii, et [L]0 jääb vahemikku 0,1Kd-10Kd. Tasakaalukonstant K Ei ütle midagi kiiruskonstantide väärtuste kohta, sest aeg kaob välja. Tasakaalukonstandi väärtuse alusel ei saa me öelda, kui kiiresti reaktsioon toimub. Tasakaalukonstandid on suure K-ga, kiiruskonstandid on väikse k-ga. Tasakaalukonstant: Sõltub temperatuurist jt keskkonnatingimustest Ei sõltu reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonidest Kehtib näidatud või nimetatud reaktsiooni suunal päri- ja vastassuunaline peab olema defineeritud K = [produktid]/[lähteained], (lähteained all produktid peal) Ühik sõltub reaktsiooniskeemist Mida suurem, seda suhteliselt kiirem on pärisuunaline reaktsioon
annaabi.ee 
