Odczyn soli, hydroliza i teoria Brønsteda
Zastosuj teorię Brønsteda-Lowry'ego, wskaż sprzężone pary kwas-zasada i przewidź odczyn roztworów soli na podstawie hydrolizy.
Po tej lekcji będziesz umieć
Nazwać kwas i zasadę Brønsteda
Kwas = donor protonu, zasada = akceptor; sprzężona para różni się o jeden proton i o ładunek 1.
Ocenić odczyn soli po jonach
Rozbić sól na jony i zbadać każdy z osobna — który reaguje z wodą i jak.
Zapisać równanie hydrolizy
Wskazać powstający jon H3O+ (kwasowy) albo OH− (zasadowy).
Użyć relacji Ka·Kb = Kw
Wyznaczyć stałą jonu sprzężonego i porównać tendencje, gdy oba jony hydrolizują.
Policzyć pH roztworu soli
Przez stałą hydrolizy: [OH−] ≈ √(Kb·c0) lub [H3O+] ≈ √(Ka·c0).
Po co Ci to na maturze?
Odczyn roztworów soli i hydroliza to stały motyw zadań CKE na poziomie rozszerzonym: przewidź odczyn, zapisz równanie hydrolizy, uzasadnij przez pochodzenie jonów i — w wersji trudniejszej — oblicz pH. Klucz to teoria Brønsteda: odczyn zależy nie od „nazwy soli", lecz od reakcji jej jonów z wodą. Uproszczona reguła „odczyn dziedziczy się po mocniejszym składniku" zawodzi przy solach słaby kwas + słaba zasada oraz przy jonach amfiprotycznych.
Punktacja CKE
Punkty przyznaje się osobno za: poprawne wskazanie jonu, który hydrolizuje, zapis równania hydrolizy jonowej (z ⇌ i wodą), określenie odczynu oraz — przy zadaniu ilościowym — poprawny rachunek stałej i pH. Napisanie „sól kwasowa/zasadowa" bez równania i bez wskazania jonu to strata punktów.
Jak CKE pyta o ten temat?
„Określ odczyn roztworu", „napisz równanie hydrolizy jonu", „uzasadnij odczyn", „oblicz pH roztworu soli o stężeniu c0".
Na co uważać w zadaniu?
Na pochodzenie KAŻDEGO jonu osobno oraz na jony amfiprotyczne (HCO3−, H2PO4−) — nie wystarcza jedna reguła.
Najczęstsza pułapka
„Odczyn dziedziczy się po mocniejszym składniku" — zawodzi przy soli słaby kwas + słaba zasada i przy jonach amfiprotycznych.
Intuicja chemiczna
Rozpuszczona sól to zbiór jonów, a woda jest amfoteryczna — może oddać lub przyjąć proton. Odczyn powstaje wtedy, gdy któryś jon reaguje z wodą: sprzężona zasada słabego kwasu odbiera wodzie proton i uwalnia OH− (odczyn zasadowy), a sprzężony kwas słabej zasady oddaje proton wodzie i tworzy H3O+ (odczyn kwasowy). Jony pochodzące od mocnych elektrolitów (np. Na+, K+, Cl−, NO3−) są słabymi partnerami kwasowo-zasadowymi i praktycznie nie hydrolizują — dlatego NaCl daje odczyn obojętny.
Oceniaj jony, nie sól
Odczyn soli to suma zachowań jej jonów wobec wody. Rozbij sól na kation i anion, ustal pochodzenie każdego (od mocnego czy słabego elektrolitu) i sprawdź osobno, który z nich reaguje z wodą. Jon mocnego kwasu lub mocnej zasady zwykle nie hydrolizuje; hydrolizuje jon sprzężony ze słabym elektrolitem.
Słownictwo
Wielkości, symbole i zależności
Wielkość Symbol Znaczenie --- --- --- stała dysocjacji kwasu K a miara mocy kwasu HA stała dysocjacji zasady K b miara mocy zasady B iloczyn jonowy wody K w K w = [\mathrm{H 3O^+}][\mathrm{OH^-}] = 1{,}0\cdot10^{-14} (25 °C) stała hydrolizy K h stała reakcj…
Modele, założenia i reguły
1. Kwas Brønsteda to donor protonu, zasada to akceptor protonu; woda jest amfoteryczna.
Odczyn soli — mapa decyzji
Ścieżka jest stała: sól → jony → pochodzenie każdego jonu → który hydrolizuje → równanie hydrolizy → powstający jon (H₃O⁺ lub OH⁻) → odczyn, a w razie potrzeby porównanie Ka i Kb oraz rachunek pH. Główna figura zestawia cztery przypadki soli, relację Ka·Kb…
Teoria Brønsteda i hydroliza jonów
W teorii Brønsteda–Lowry'ego kwas to donor protonu, a zasada to akceptor protonu . Reakcja zawsze przenosi proton między dwiema sprzężonymi parami, które różnią się o jeden proton (i o ładunek 1).
Solver odczynu soli
Rozpisz sól na jony :: kation i anion, z ładunkami i indeksami Ustal pochodzenie każdego jonu :: od mocnego czy słabego kwasu / zasady Oceń, który jon hydrolizuje :: jon mocnego elektrolitu pomiń, słabego rozpatrz Zapisz równanie hydrolizy :: jon + H₂O ⇌ ..…
Przykład
Doświadczenie: pochodzenie soli a odczyn
Problem: jak pochodzenie soli (od mocnego czy słabego kwasu i zasady) wpływa na odczyn jej roztworu? Hipoteza: sole mocnego kwasu i mocnej zasady dają odczyn obojętny; hydroliza kationu daje odczyn kwasowy, hydroliza anionu — zasadowy.
Przykład rozwiązany — pH roztworu octanu sodu
Zadanie. Oblicz pH roztworu CH₃COONa o stężeniu c 0 = 0{,}100\ \mathrm{mol\cdot dm^{-3}} .
Mini-praktyka CKE
Poziom: PR :: Czas: 20–25 min :: Umiejętność: pary sprzężone, równania hydrolizy, cztery przypadki soli, relacja Ka·Kb=Kw, jony amfiprotyczne Wskaż sprzężone pary kwas–zasada w reakcji \mathrm{NH 3 + H 2O \rightleftharpoons NH 4^+ + OH^-} . Model.
Częste błędy
Stosuję regułę „odczyn dziedziczy się po mocniejszym składniku". :: Zawodzi przy soli słaby kwas + słaba zasada i przy jonach amfiprotycznych — oceniaj jony osobno.
Powtórka w 30 sekund
Kwas/zasada :: donor / akceptor protonu (Brønsted) Para sprzężona :: różni się o jeden proton i ładunek 1 Odczyn soli :: z reakcji JONÓW z wodą, nie z nazwy Kierunek :: anion słabego kwasu → OH⁻; kation słabej zasady → H₃O⁺ Ilościowo :: Ka·Kb = Kw; [OH⁻] ≈ …
Kluczowe pojęcia
Kwas Brønsteda :: Donor protonu w reakcji kwasowo-zasadowej. :: oddaje H⁺ Zasada Brønsteda :: Akceptor protonu w reakcji kwasowo-zasadowej.
Sprawdź się i przećwicz
sub :: Utrwal teorię Brønsteda (donor/akceptor protonu, pary sprzężone), cztery przypadki odczynu soli, równania hydrolizy jonów, relację Ka·Kb=Kw, jony amfiprotyczne oraz rachunek pH przez √(K·c₀) — a potem sprawdź się jak na egzaminie. sprawdzian :: Zada…
Powtórka do matury
Ten temat na maturze
Źródła, format CKE i materiały ZPE
men :: Chemia (zakres rozszerzony), dział o równowagach jonowych — teoria Brønsteda–Lowry'ego (donor i akceptor protonu, pary sprzężone), hydroliza soli i odczyn roztworów, jony amfiprotyczne, stała i stopień hydrolizy oraz obliczenia pH roztworów soli. ::…
W tej lekcji
Teoria
Zadanie