Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
Polecenie 1

Jakie właściwości posiada woda wg teorii Brønsteda‑Lowry'ego? Pełni ona rolę kwasu czy zasady? Zapoznaj się z grafiką interaktywną, a następnie przejdź do wykonania ćwiczeń sprawdzających.

ROBdCtIk7z7YO1
Ilustracja przedstawia schemat reakcji: H 2 O + H 2 O H 3 O + + O H . Poniżej znajduje się schemat, w którym cząsteczki ukazano w postaci modeli kulkowych. Woda: do czerwonej kulki przyłączone są wiązaniami pojedynczymi dwie mniejsze, białe kulki. Jon oksoniowy: do kulki czerwonej przyłączone są wiązaniami pojedynczymi trzy mniejsze, białe kulki. Jon wodorotlenkowy: do kulki czerwonej przyłączona jest wiązaniem pojedynczym mniejsza, biała kulka. Atomy tlenu to kulki czerwone, atomy wodoru to kulki białe. Teoria Brønsteda- Lowry'ego. Podstawową koncepcją tej teorii jest fakt, że indywiduum chemiczne, od którego można oderwać jon wodoru (proton), jest kwasem, a indywiduum chemiczne, które z kolei przyłącza ten jon, jest zasadą. Zatem kwas jest donorem kationu wodorowego, a zasada jego akceptorem. Gdy kwas i zasada reagują ze sobą, kwas tworzy swoją sprzężoną zasadę, a zasada tworzy swój sprzężony kwas poprzez wymianę jonu wodoru. Czy woda może być kwasem? Woda ma zdolność akceptowania jak i przekazywania jonów wodoru, dlatego wykazuje właściwości amfiprotyczne, ponieważ może zachowywać się zarówno jak kwas, ale i jak zasada Brønsteda-Lowry'ego. Woda jako zasada Brønsteda-Lowry'ego. Jedna cząsteczka H 2 O działa jak zasada i zyskuje jon wodoru, w celu utworzenia kationu hydroniowego/oksoniowego H 3 O + . Woda jako kwas Brønsteda-Lowry'ego. Druga cząsteczka wody działa jak kwas i z kolei traci jon wodoru z wytworzeniem anionu wodorotlenkowego O H . Kation hydroniowy/oksoniowy H 3 O + . Anion wodorotlenkowy O H .
Grafika interaktywna pt. Amfiprotyczność wody
Źródło: GroMar Sp. z o.o., Holliday, A. K.; Massy, A. G., Inorganic Chemistry in Non-Aqueous Solvents, Oksford 1965. oraz materiał dostępny pod adresem: https://pl.khanacademy.org, licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 2

Amoniak jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, podczas gdy azot jest już trudno rozpuszczalny. Jaki jest tego powód? Woda w reakcji z amoniakiem pełni funkcję kwasu czy zasady? Zapoznaj się z grafiką interaktywną, przedstawiającą ten przypadek, a następnie wykonaj ćwiczenia sprawdzające, znajdujące się pod grafikami..

R1A8h6k3lpUiy1
Ilustracja przedstawia schemat reakcji: N H 3 + H 2 O N H 4 + + O H Przy atomie tlenu wody zaznaczono dwie wolne pary elektronowe w postaci czterech kropek. W przypadku cząsteczki amoniaku są dwie kropki oznaczające niewiążącą parę elektronową znajdującą się na atomie azotu. Poprowadzono strzałkę od jednego z atomów wodoru wody do pary elektronowej atomu azotu amoniaku. Produkty: kation amonowy: do atomu azotu przyłączone są cztery atomy wodoru, jon ma ładunek plus jeden i znak ten znajduje się przy atomie azotu. Drugi produkt to jon wodorotlenkowy – przy atomie tlenu znajduje się sześć kropek oznaczających trzy niewiążące pary elektronowe, do tego atomu przyłączony jest jeden wodór. Poniżej znajduje się schemat reakcji, w którym cząsteczki występują jako modele kulkowe. Amoniak (do kulki niebieskiej wiązaniami pojedynczymi przyłączone są trzy kulki białe) dodać woda (do kulki czerwonej wiązaniami pojedynczymi przyłączone są dwie kulki białe), strzałka w prawo, kation amonowy (do kulki niebieskiej wiązaniami pojedynczymi przyłączone są cztery kulki białe) dodać jon wodorotlenkowy (do kulki czerwonej wiązaniem pojedynczym przyłączona jest kulka biała). Kulka niebieska: azot, kulka czerwona: tlen, kulka biała: wodór. Dlaczego amoniak dobrze rozpuszcza się w wodzie, podczas gdy azot cząsteczkowy rozpuszcza się w niej słabo? Woda jest polarnym indywiduum chemicznym, dlatego jej zastosowanie jako rozpuszczalnika w przypadku innych indywiduów chemicznych o budowie polarnej prowadzi do ich rozpuszczenia. Amoniak, należący właśnie do tej grupy, w roztworze z wodą generuje tzw. wodę amoniakalną ( N H 3 H 2 O ). Azot cząsteczkowy nie wykazuje budowy polarnej, z tego powodu jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie. Rozkład ładunku w cząsteczce azanu. Załączona ilustracja przedstawia model cząsteczki amoniaku: trzy kulki białe połączone są z kulką niebieską poprzez wiązania pojedyncze. Kolorem niebieskim jest zaznaczony ładunek dodatni, a czerwonym ładunek ujemny. Gęstość elektronowa jest przesunięta w stronę atomu azotu, w wyniku czego tworzy się na nim cząstkowy ładunek ujemny. Amoniak jako zasada Brønsteda- Lowry'ego. Cząsteczka amoniaku N H 3 (zasada Brønsteda-Lowry'ego), po przyjęciu protonu od cząsteczki wody, generuje jony N H 4 + (kwas Brønsteda- Lowry'ego). Woda jako kwas Brønsteda-Lowry'ego. Woda przekazuje jon wodoru do cząsteczki amoniaku. Po oddaniu jonu wodoru, przechodzi w anion wodorotlenkowy O H . Kation amonu: N H 4 + . Anion wodorotlenkowy OH-: O H .
Grafika interaktywna pt. „Reakcja wody z amoniakiem”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., Holliday, A. K.; Massy, A. G. Inorganic Chemistry in Non-Aqueous Solvents, Oksford 1965. oraz materiał dostępny pod adresem: https://pl.khanacademy.org oraz materiał dostępny pod adresem: https://pl.khanacademy.org/science/ap-chemistry/acids-and-bases-ap/acids-bases-and-ph-ap/a/bronsted-lowry-acid-base-theory., licencja: CC BY-SA 3.0.
REwSA2bLwPGmQ
Ćwiczenie 1
Dokończ poniższe zdanie zaznaczając poprawną odpowiedź. Woda wg teorii Brønsteda-Lowry'ego jest.... Możliwe odpowiedzi: 1. kwasem, 2. zasadą, 3. może być zarówno kwasem jaki i zasadą
RK5yOx3C6Xunp
Ćwiczenie 2
Woda w reakcji z amoniakiem, według 1. anion wodorotlenkowy, 2. teorii Brønsteda‑Lowry'ego, 3. kation wodorowy, 4. protonów, 5. kwasu, 6. teorii Arrheniusa, 7. zasady,
pełni funkcję 1. anion wodorotlenkowy, 2. teorii Brønsteda‑Lowry'ego, 3. kation wodorowy, 4. protonów, 5. kwasu, 6. teorii Arrheniusa, 7. zasady. Cząsteczka wody przekazuje jeden ze swoich 1. anion wodorotlenkowy, 2. teorii Brønsteda‑Lowry'ego, 3. kation wodorowy, 4. protonów, 5. kwasu, 6. teorii Arrheniusa, 7. zasady do cząsteczki amoniaku. Po oddaniu protonu woda przechodzi w 1. anion wodorotlenkowy, 2. teorii Brønsteda‑Lowry'ego, 3. kation wodorowy, 4. protonów, 5. kwasu, 6. teorii Arrheniusa, 7. zasady (OH-).
Ćwiczenie 3

Na podstawie pierwszej grafiki opisz, jak definiuje pojęcia kwasu i zasady teoria Brønsteda-Lowry'ego.

R1beHbpBtLRTC
(Uzupełnij).