Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski 1 informatyka +

2 DYSOCJACJA JONOWA – TEORIA I PRAKTYKA Robert Mojsa

WPROWADZENIE 1.Niektóre substancje wprowadzone do wody powodują wzrost temperatury wrzenia powstałego roztworu. 2.Dlaczego tak się dzieje? 3.Czy dotyczy to wszystkich substancji? 4.Aby odpowiedzieć na te pytania, obejrzyjmy animację filmową. 3

FILM EKSPERYMENT EBULIOSKOPOWY 4

TEORIA ARRHENIUSA Postulaty: 1.Niektóre substancje, zwane elektrolitami, ulegają w wodzie rozpadowi na dwa rodzaje drobin obdarzonych przeciwnymi ładunkami elektrycznymi. Pojęcia: a)jon b)anion c)kation 5

TEORIA ARRHENIUSA c.d. d)dysocjacja jonowa kwasu HCl → H + + Cl - lub HCl + H 2 O → H 3 O + + Cl - e)dysocjacja jonowa zasady NaOH → Na + + OH - 6

TEORIA ARRHENIUSA c.d. 2.W procesie dysocjacji powstają naładowane drobiny w takim stosunku ilościowym, aby suma ładunków dodatnich była równa sumie ładunków ujemnych. Dysocjacja dowolnej substancji A n B m → n kationów A + m anionów B lub z uwzględnieniem ładunku: A n B m → nA i+ + mB j- Przy zachowaniu równości ładunków jonów: n∙i = m∙j 7

TEORIA ARRHENIUSA c.d. 3.Roztwór elektrolitu może zawierać cząsteczki niezdysocjowane. Ustala się stan równowagi między cząsteczkami niezdysocjowanymi AB a jonami. Równowaga ta ma charakter dynamiczny. Np. 8

STOPIEŃ DYSOCJACJI Stopień dysocjacji α – to wyrażony w procentach stosunek liczby cząsteczek zdysocjowanych do wprowadzonych. W roztworach jest on równoważny stosunkowi stężeń molowych jonów do stężenia początkowego roztworu. 9

MOC ELEKTROLITÓW Moc elektrolitów jest często powiązana z ich stopniem dysocjacji α. Przyjmuje się, że tzw. elektrolity słabe mają α < 5%, średniej mocy α większe od 5%, ale znacznie poniżej 100%, a elektrolity mocne mają wartości α bliskie 100%, czyli są praktycznie całkowicie zdysocjowane. Jednak stopień dysocjacji jest zależny od stężenia elektrolitu. Dlatego lepszym kryterium podziału jest stężeniowa stała dysocjacji. Stężeniową stała dysocjacji kwasu typu HA dysocjującego wg równania: Można wyrazić wzorem: 10

MOC ELEKTROLITÓW C.D. Dla mocnych kwasów: Dla kwasów słabych wielkości stałej dysocjacji są zazwyczaj znacznie mniejsze od jedynki. Podobne zależności mamy dla zasad. Niektóre wodorotlenki np. wapnia magnezu i srebra (I) są również uważane za mocne, choć bardzo słabo rozpuszczają się w wodzie. Jednak ta ilość, która całkowicie się rozpuściła jest całkowicie zdysocjowana (α = 100%). Nie dotyczy to tylko wodorotlenków. Z tą samą sytuacją spotykamy się wśród wielu soli, np. sól AgCl jest mocnym elektrolitem, mimo tego, że jest praktycznie nierozpuszczalna w wodzie. 11

TEORIA ARRHENIUSA c.d. Stała równowagi, zwana stałą dysocjacji będzie miała postać: 12

TEORIA ARRHENIUSA c.d. Prawo rozcieńczeń Ostwalda: [H + ] = [F - ] = α ∙ C HF [HF] = C HF – [H + ] = C HF - α ∙ C HF = C HF (1- α) Wzór ten można uprościć do postaci: pod warunkiem, że α< 5% lub 13

ROZWIĄZYWANIE PROBLEMÓW ZADANIE 1 Uczniowie dzielą się na 4 grupy po 7-8 osób. Każda grupa znajduje w Internecie wartości stałej dysocjacji wybranego zestawu kwasów i zasad. Grupa 1 – kwas octowy, kwas fluorowodorowy, kwas cyjanowodorowy Grupa 2 – kwas węglowy, fenol, kwas pikrynowy Grupa 3 – amoniak, metyloamina, anilina Grupa 4 – kwas chlorowy (I), kwas chlorowy (III), kwas chlorowy (VII). Zadaniem uczniów jest porównanie ich mocy oraz uszeregowanie ich od najsłabszego do najmocniejszego. 14

ROZWIĄZYWANIE PROBLEMÓW ZADANIE 1 c.d. Korzystając z prawa rozcieńczeń Ostwalda należy obliczyć stopień dysocjacji α kwasu octowego (grupa 1), fenolu (grupa 2), amoniaku (grupa 3), kwasu chlorowego (III) (grupa IV) dla stężeń 0.5, 0.2, 0.05, 0,01 mol/dm3. Przy obliczeniach należy skorzystać z arkusza kalkulacyjnego Excel. Za każdym razem trzeba zastanowić się, jakiego wzoru użyć. Być może będzie to wymagało rozwiązania równania kwadratowego. Zadaniem uczniów jest znalezienie wartości stałej dysocjacji wybranych związków w źródłach internetowych. Co wynika z tych obliczeń? Odpowiedź należy uzasadnić. 15

ROZWIĄZYWANIE PROBLEMÓW ZADANIE 2 (dla wszystkich grup) Korzystając z prawa rozcieńczeń Ostwalda należy obliczyć stałą dysocjacji kwasu octowego. Przy obliczeniach trzeba skorzystać z arkusza kalkulacyjnego Excel. Zadaniem uczniów jest znalezienie wartości stałej dysocjacji kwasu octowego w źródłach internetowych. Co wynika z tych obliczeń? Odpowiedź należy uzasadnić. 16 Stężenie CH 3 COOH [mol/dm 3 ] Stopień dysocjacji αStała dysocjacji Ka 0,20, ,10,0136 0,010,0419 0,0050,0585

ROZWIĄZYWANIE PROBLEMÓW Wykonanie prezentacji: Otrzymane wyniki z zadań 1 i 2 należy zaprezentować w postaci prezentacji PowerPoint lub Prezi. Każda grupa ma wykonać tabelę np. w postaci: Związek (wzór): 17 Stężenie [mol/l]Stała dysocjacji Stopień dysocjacji α Stężenie jonów wodorowych /wodorotlenowych w roztworze 0,5 0,2 0,05 0,01

OCENIANIE CZAS NA SAMOOCENĘ! 18