Reakcje w roztworach wodnych – powtórka do sprawdzianu

Kwasy, zasady i pH

• pH liczysz z jonów H₃O⁺, a pOH z jonów OH⁻. W 298 K ich suma to zawsze 14.
• Elektrolit to substancja, której roztwór przewodzi prąd, bo w wodzie rozpada się na jony. Cukier tego nie robi, więc jego roztwór nie przewodzi.
• Stopień dysocjacji α = n_zdys przez n_wprow, czyli jaka część wprowadzonych cząsteczek rozpadła się na jony (n_zdys — liczba moli cząsteczek zdysocjowanych, n_wprow — liczba moli wprowadzonych do roztworu, obie w mol). To liczba bez jednostki, często w %. Elektrolit mocny ma α bliskie 100%, słaby ma α małe.

Stała dysocjacji i prawo rozcieńczeń Ostwalda (rozszerzenie)

• Większe K oznacza mocniejszy elektrolit. Rozcieńczanie zwiększa α, ale nie zmienia K.
• pK = −⁠log K. Większe K to mniejsze pK i mocniejszy kwas. Analogicznie pK_w = −⁠log K_w = 14 (298 K).

Zobojętnianie i strącanie

• Jony-widzowie nie znikają z naczynia. Skreślasz je tylko w zapisie, bo nie zmieniają się w reakcji.
• Cząsteczkowa – pełne wzory. Jonowa pełna – mocne i rozpuszczalne elektrolity rozpisane na jony, a osad, gaz, wodę i słaby elektrolit zostawiasz w całości. Jonowa skrócona – po skreśleniu jonów występujących po obu stronach (jonów-widzów).

Iloczyn rozpuszczalności i reakcje jonowe w mieszaninach (rozszerzenie)

• Najpierw policz mole każdego jonu, potem ustal, co jest w nadmiarze, a dopiero na końcu stężenia w całkowitej objętości.
• K_s (w części tablic K_sp) dla AgCl: K_s = [Ag⁺] · [Cl⁻], gdzie [Ag⁺] i [Cl⁻] to stężenia jonów w roztworze nasyconym (mol/dm³). Im mniejsze K_s, tym trudniej rozpuszczalna sól. Dla Ag₂CrO₄: K_s = [Ag⁺]² · [CrO₄²⁻].
• Osad wytrąca się, gdy iloczyn stężeń jonów w mieszaninie jest większy niż K_s. Stężenia licz po zmieszaniu, czyli po rozcieńczeniu.

Tlenki, wodorki i amfoteryczność

• Amfoteryczny ≠ obojętny. Amfoteryczny reaguje i z kwasem, i z zasadą, obojętny z żadnym.
• Kwasowy reaguje z zasadą: CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O. Zasadowy reaguje z kwasem: CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O. Amfoteryczny reaguje z obydwoma. Obojętny (CO, NO) z żadnym z nich ani z wodą.
• Amfoteryczny to taki, który reaguje i z kwasem, i z mocną zasadą. Przykłady: Al₂O₃ i Al(OH)₃.

Amfoteryczność i jony kompleksowe (rozszerzenie)

• Osad, który znika w kwasie i w nadmiarze zasady, to wodorotlenek amfoteryczny.
• Jon kompleksowy ma atom centralny (tu Al lub Zn) otoczony ligandami (tu 4 grupy OH⁻).

Hydroliza soli i odczyn roztworów soli

• Odczyn soli określa jon słabego elektrolitu. Mocny kwas + słaba zasada to odczyn kwasowy, słaby kwas + mocna zasada to zasadowy.
• Hydroliza soli to reakcja jonu soli z wodą, w której powstają jony H₃O⁺ albo OH⁻. To nie jest to samo co dysocjacja. Dysocjacja rozbija sól na jony, a hydroliza dotyczy tego, co robią te jony dalej.

Teoria Brønsteda–Lowry'ego i odczyn roztworów (rozszerzenie)

• Kwas to dawca protonu, zasada to biorca. Sprzężona para różni się dokładnie jednym protonem.
• Kwas oddaje proton H⁺, zasada go przyjmuje. Kwas po oddaniu protonu staje się swoją sprzężoną zasadą. Zasada po przyjęciu protonu staje się sprzężonym kwasem.