Sav-b

1
Sav-bázis reakciók
Brønsted?Lowry-féle sav-bázis elmélet
Konjugált sav-bázis rendszerek
bázis sav
NH3 HCl NH4 Cl? H2O HCl
H3O Cl? NH3 H2O NH4 OH?
Sav H (proton)-donor Bázis H-akceptor Víz
amfoter (lehet sav és bázis is) konjugált
párok sav bázis H
2
Sav-bázis egyensúlyok vízben
HA H2O H3O A?
B H2O HB OH?
3
A víz öndisszociációja és a pH-skála
H2O H2O H3O OH?
25 ºC-on Kv 1,0?10?14
(Kv mértékegysége az egyenlet alapján mol2 dm?6,
de precízebben levezetve ún. aktvitásokat kellene
beírni az egyenletbe, amibol Kv és általában K
mértékegység nélküli szám.)
Tiszta vízben, 25 ºC-on H3O OH? 10?7
mol/dm3 pH pOH 7
pH ?log H3O pOH ?log
OH? pHpOH 14
HA ? H3O gt10?7 mol/dm3 gt OH?
pH lt 7 pOHgt7 (pHpOH 14 )
B ? H3O lt10?7 mol/dm3 lt OH?
pH gt7 pOHlt7 (pHpOH 14 )
pl. Coca Cola pH2,5 Dove kézmosó
szappan pH7,0 Ásványvíz pH5,0 Palmolive pH10
,0 Bor pH3,5
4
Hidrolízis és pufferoldatok
HA gyenge sav eros bázissal alkotott sójának
lúgos hidrolízise
A? H2O HA OH?
pl. CH3COONa H2O CH3COOH OH?
B gyenge bázis eros savval alkotott sójának savas
hidrolízise
BH H2O B H3O
pl. NH4Cl H2O NH3 H3O
pufferoldat gyenge sav és gyenge sav eros
bázissal alkotott sójának oldata vagy
gyenge bázis és gyenge bázis eros savval alkotott
sójának
pl. CH3COOH és CH3COONa oldata NH3 és
NH3Cl oldata
Mi történik eros sav/bázis hozzáadásakor?
5
Sav-bázis indikátorok
Sav-bázis titrálások
6
Sav-bázis indikátorok
? H (OH?)
nincs hosszú konjugált részlet ? színtelen
H
több gyurure átterjedo konjugált
kötések ? közeli elektronállapotok ? színes
7
A Lewis-féle sav-bázis elmélet
Lewis sav elektronpár-akceptor Lewis-bázis
elektronpár-donor
pl. H OH? HOH NH3
H2O NH4 OH?
Általánosabban használható, mint a
Brønsted?Lowry-féle sav-bázis elmélet
Lewis-sav
Lewis-bázis
sav-bázis komplex
8
Az eso természetes savassága és a savas eso
Természetes savasság
Savas eso
SO2 H2O H2SO3 SO2 O3 SO3 O2 SO3
H2O H2SO4 2NO2 2H2O HNO2 HNO3
H2O CO2 ? H2CO3 H2O H2CO3 HCO3? H3O
pH 5, mészko, vízko képzodése H2CO3 CaCO3
2HCO3? Ca2(aq)
9
Szupersavak és karbokation kémia
eros komplex ? HF-nál erosebb sav!
Oláh György (1927?) Kémiai Nobel-díj 1994
HF/SbF5
CH4 ? CH5
10
Redoxireakciók
Redoxititrálások pl. Fe2 meghatározása
KMnO4-gyel
Redoxireakció elektronátadási folyamat Oxidáció
elektronleadás (oxidációs szám no) Redukció
elektronfelvétel (oxidációs szám csökken)
szinproporció
OCl?(aq) Cl?(aq) 2H(aq) Cl2(g)
H2O
diszproporció
Egyenletek rendezése az oxidációs szám változások
legkisebb közös többszöröse alapján!
11
Redukáló- és oxidálószerek
Hogyan lehetne számmal jellemezni az
oxidáló/redukáló képességet?
12
Elektródok
Elektród olyan rendszer, amelyben elsorendu
vezeto (fém) érintkezik másodrendu vezetovel
(fémionok vizes oldata)
http//www.chemguide.co.uk/physical/redoxeqia/intr
oduction.html
13
Galváncellák
Zn(sz) Cu2(aq) Zn2(aq) Cu(sz), két
folyamat térbeli elválasztása
_

oxidáció
redukció
Zn(sz) Zn2(aq) 2e
Cu2(aq) 2e Cu(sz)
(1 M)
(1 M)
Elektromotoros ero (E) az a feszültség, ami
akkor mérheto, amikor a cellán nem folyik át áram
14
Alessandro Volta (1745 ? 1827)
Luigi Galvani (1737?1798 )
Michael Faraday (1791?1867)
Humphry Davy (1778 ?1829)
15
A standard hidrogénelektród
H(aq) e? 1/2 H2(g) Megállapodás
szerint eºH/H2 0 Félcella-reakciója Pt
H2 1 M H(aq) pontosabban(!) Pt H2 1
mol H /1 kg oldat
16
Az elektródpotenciál
Az elektród potenciálja (e) annak a
galváncellának az elektromotoros ereje, amelynek
az egyik elektródja a kérdéses elektród, a másik
pedig a standard hidrogénelektród Standardpotenciá
l (eº) egységnyi koncentrációjú (aktivitású)
oldat elektród potenciálja
Nernst-egyenlet
F96485 C / mol
Negatívabb oxidálódik, pozitívabb redukálódik.
17
Az üvegelektród
Jó referenciaelektród!
18
A Leclanché-féle szárazelem

záróréteg
burkolat
légtér
NH4Cl ZnCl2
C MnO2
Zn
membrán
grafit
Georges Leclanché (1839?1882)
_
Hasonlóan muködik az alkáli-szárazelem
19
Higanyos oxidos gombelem
Kiszorulóban
20
Az újratöltheto NiCd és Li elem
Anód xLi CoO2 xe ? LixCO2 Katód LixC6?
xLi 6C xe
21
Az ólomakkumulátor
Használatkor (kisütés)
  Pb(sz)    HSO4?    PbSO4(sz) H 2e?   
anód oxidáció
PbO2(sz)    HSO4?  3H  2e?    PbSO4(sz) 
2 H2O  katód redukció
Pb(sz)    PbO2  2H  2HSO4?    2PbSO4(sz)
2H2O
22
H2/O2 tüzeloanyagelem
23
H2/O2 tüzeloanyagelem
Más tüzeloanyagelemek is léteznek, illetve
fejlesztés alatt állnak pl. CH4, CH3OH
égetése Általános probléma katalizátor
élettartama
24
Tüzeloanyagelemek hatásfoka
Hoeromuvek hatásfoka lt 40
25
Az elektrolízis
pl. a víz bontása
H2
O2
Egyenáram
Fém
Pt
oldat
Katód -
Anód
2O2? O2 4e? oxidáció
4H 4e? 2H2 redukció
26
Az elektrolízis ipari felhasználása
alumíniumgyártás
Na3AlF6 (kriolit) és Al2O3 olvadéka
A termék árában nagy arányban benne van az
elektromos áram ára!! (Pl. Izland bauxitja
(Al2O3) nincs, mégis az Al-gyártás az egyik
legfontosabb bevétele.) Más fémek is pl. Na (és
hypo NaOCl gyártása)
27
Korrózióvédelem
hátrány
Passzív
H, H2O Sn2, Fe2
festék, v. nagy eº-ú fém (pl. Sn), vagy tömör
oxidréteg (pl. Al2O3)
Sn
Fe
kis eº-ú fém
helyi elem Fe Sn2 Sn Fe2
Aktív
H, H2O Zn2, Fe2
Zn
Fe
helyi elem Zn Fe2 Fe Zn2
Fe
belül zinkrúd
vagy - potenciál