Răspuns :
Răspuns: Încerc, să vă explic, așa cum înțeleg, fenomenele ce au loc la dizolvarea substanțelor din enunț, în apă, cu formarea de soluții, al căror pH este diferit, deși soluțiile au aceeași concentrația molară!
Punctul C este adevărat, din motive bazate, în general pe: a) natura legăturilor chimice din substanțele respective, inclusiv apa-solvent :ionice, covalente polare și nepolare; b) structura moleculei de amoniac, respectiv a acidului acetic; c) efectul de nivelare al apei solvent; c) conceptele de ionizare și de echilibru chimic; d) reacția de hidroliză;e) conceptele de pH, pOH.
Deci, avem explicațiile pentru ordinea creșterii pH-ului soluțiilor acestor substanțe din răspunsul C, astfel:
Explicație:
1) Punem pe scara de pH, valori aproximative de pH, pentru soluțiile respective (pe baza practicii de laborator) și constantele de aciditate, sau de bazicitate, în ordinea creșterii pH-ului , din răspunsul C. Observăm cum variază aciditatea. Scara de pH, se referă la variația concentrației molare a ionilor de H(+) din soluțiile respective:
sol.HCl-------sol.CH3COOH sol. NaCl----------so.NH3...........sol.KOH
pH:0...1.........................3...........................7.........................10.................12.......14,
Ka=1,8.10⁻⁵..........KH₂O=10⁻¹⁴..........Kb=1,8.10⁻¹⁴.....
← Creste aciditatea soluțiilor de la KOH la HCl.
Scara de pOH este inversă, ea se referă la variația concentrației molare a ionilor OH(-) din soluțiile respective:
→ Crește concentrația ionilor de OH(-), deci alcalinitatea (bazicitatea) soluțiilor de la HCl la KOH.
2)Încercăm să explicăm valorile pH-ului soluțiilor cu reacțiile de ionizare, structura chimică, atracții electrostatice, etc.
a) HCl are legătura chimică H-Cl covalentă polară, iar molecula de HCl este un dipol, care se rupe ușor sub atracția sarcinilor parțial electrice din moleculele de apă, care sunt și ele dipol.
H-Cl în soluție apoasă =H(+) +Cl(-)
ionul H⁺ nu poate exista liber: H⁺+H₂O →H₃O⁺
În soluție apoasă de HCl va exista ionul H₃O⁺, care este cel mai tare.
H⁺-Cl⁻ + H⁺-:OH⁻ = H₃O⁺ + Cl⁻
acid1 tare bază2 slabă acid2 tare bază2 slabă
pH-ul =-lg CM de H(+)=-lgCM de HCl dizolvat
b) Acidul acetic, substanță organică CH₃COOH; pe baza practicii este considerat un acid slab, are constanta de aciditate, de mai sus Ka.
Înseamnă că acest acid dizolvat în apă, nu ionizează total în ionii: acetat și hidrogen, soluția sa va conține acid acetic nedizolvat, ionii acetat, hidroniu și ionii din autoionizarea apei.
CH₃COOH dizolvat în H₂O = CH₃COO⁻⁻⁻ + H⁺
H⁺ de la acid + H₂O (solvent) = H₃O⁺
Rezultă: CH₃COOH + H-OH = CH₃COO⁻ + H₃O⁺
acid1slab bază2tare bază1 tare acid2 tare
Explicația, ar fi din structura chimică a moleculei acidului acetic:
CH₃ este o grupare respingătoare de e⁻-→C=O⁻
I
O⁻ - H
Legătura O-H din gruparea carboxil slăbește și cedează H sub acțiunea apei. Dar, se pare că nu toate moleculele de acid acetic ajung la acestă stare, fiindcă apare și o stare de stabilitate, cu instaurarea unui echilibru chimic.
pH soluție= -lg CM ioni H₃O⁺ liberi=-lg( √Ka.CM CH₃COOH neionizat), dacă neglijăm ionizarea apei.
c) NaCl. Avem o sare anorganică, din acidul tare HCl și baza tare NaOH.
Când se dizolvă în apă, au loc reacțiile chimice de ionizare:
NaCl dizolvat=Na⁺ + Cl⁻
H₂O solvent=H⁺+OH⁻
Ionii de Na și Cl sunt neutri acido-bazici,adică nu influențează cu nimic pH-ul apei solvent.
Deci, sarea NaCl se consideră nehidrolizabilă, iar pH-ul soluției este 7, dat de apa, solvent:
pH=-lg K H₂O la 25 grade C. =-lg 10⁻¹⁴
d) NH₃, care în stare gazoasă se dizolvă în apă, fiind foarte solubil. În apă, o parte din amoniacul dizolvat reacționează cu apa, fiindcă N are o pereche de electroni neparticipanți:
:NH₃ + HOH= H :NH₃ (NH₄⁺) + OH⁻
Apa acționează ca un acid slab și se formează ionul OH⁻, care este cea mai tare bază din soluție și va da caracter alcalin.
Soluția de amoniac în apă conține: NH₃ liber, ionii de HO⁻, ionii de NH₄⁻. Reacția nu este totală, are loc cu stabilirea unui echilibru chimic, explicabil și prin cinetica, termodinamica acestei reacții. Cert este că NH₄OH nu poate fi izolat, o explicație ar fi și imposibilitatea să existe 5 covalențe la N (vezi structura moleculei de amoniac).
C M de ioni OH⁻din soluția amoniac=√Kb. C M NH₃ nereacționat
pOH=-lg CM OH(-) și pH-ul soluției=14-pOH
e) KOH dizolvat în apă, ionizează total:
KOH soluție apoasă →K⁺ + OH⁻
Întreaga cantitate de KOH se va găși în soluție sub formă de ioni K și OH, raport molar: 1:1: 1 și ionul OH(-) format va da pH alcalin soluției. Din ionizarea apei se produce o cantitate mică de ioni OH(-)/
C M ioni OH⁻ din soluție=CM KOH dizolvat
pOH=-lgCM KOH; pH=14-pOH.
Specialiștii afirmă că nu există practic o ionizare de 100%, dar nu existî momentan metode de măsurare și acceptăm ideea de 100%.
Nu știu, dacă ați așteptat aceste explicații, dar sper să vă ajute.
Vă mulțumim pentru vizita pe site-ul nostru dedicat Chimie. Sperăm că informațiile oferite v-au fost de ajutor. Nu ezitați să ne contactați pentru orice întrebare sau dacă aveți nevoie de asistență suplimentară. Vă așteptăm cu drag data viitoare și nu uitați să ne adăugați la favorite!