Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

RIiWJPDulVkfM1

Ćwiczenie 1

R11RabDH0yIPV1

Ćwiczenie 2

Ćwiczenie 3

Przeprowadzono doświadczenie, schematycznie przedstawione na poniższym rysunku.

Przeprowadzono doświadczenie. Zapoznaj się z jego opisem.

R1K3DIKr0fpt4

Na ilustracji są trzy probówki z bezbarwnym kwasem etanowym. Do pierwszej włożono papierek uniwersalny, do drugiej dodano oranż metylowy, do trzeciej fenoloftaleinę. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

A. Uzupełnij poniższe zdania, wpisując obserwacje po przeprowadzeniu doświadczenia.

R7kWk2quYRLzx

B. Uzupełnij wniosek z przeprowadzonego doświadczenia.

RbkSjvYGnyWQ7

Ćwiczenie 4

W roztworze kwasu p‑chlorobenzoesowego stężenie jonów $H_{3} O^{+}$ , pochodzących z jego dysocjacji elektrolitycznej, wynosi 0,001 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ , natomiast stężenie niezdysocjowanych cząsteczek kwasu osiąga wartość 0,01 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ . Oblicz wartość stałej dysocjacji kwasowej $K_{a}$ opisanego kwasu. Zapisz odpowiedź.

RJiRFfNbut0MN

Równanie reakcji zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

RclbdByFlJpm2

W roztworze wodnym istnieje równowaga pomiędzy cząsteczkami kwasu karboksylowego, a anionami karboksylanowymi i kationami oksoniowymi, których stężenia są powiązane, tak jak w przypadku dowolnej równowagi zależnością:

K_{a} = \frac{[{RCOO}^{-}] [H_{3} O^{+}]}{[RCOOH]}

Gdzie:

$K_{a}$ – stała dysocjacji kwasowej;
[RCOOIndeks górny -] - stężenie anionu karboksylanowego;
[ $H_{3} O^{+}$ ] - stężenie kationu oksoniowego;
[RCOOH] – stężenie niezdysocjowanego kwasu karboksylowego.

Stężenie rozpuszczalnika, w tym przypadku wody, zasadniczo pozostaje stałe i dlatego wartość tę pomijamy.

K_{a} = \frac{[anion p - chlorobenzoesowy] [H_{3} O^{+}]}{[kwas p - chlorobenzoesowy]} = \frac{0, 001 \cdot 0, 001}{0, 01} = 10^{- 4}

$10^{- 4} lub 1 \cdot 10^{- 4} lub 0, 0001$

Ćwiczenie 5

Monokarboksylowe kwasy alkanowe należą do słabych elektrolitów, z których najmocniejszy jest kwas mrówkowy. Ich moc można zwiększyć poprzez przyłączenie do cząsteczki kwasu atomu (lub atomów) fluorowca. Efekt zwiększenia mocy kwasu jest tym większy, im:

więcej atomów fluorowca znajduje się w cząsteczce kwasu;
mniejsza odległość dzieli atom fluorowca od grupy karboksylowej;
bardziej elektroujemny jest atom fluorowca.

Korzystając z powyższych informacji, przyporządkuj kwasom karboksylowym odpowiednie wartości stałych dysocjacji kwasowej .

RYAGDeakEcrMT

Ćwiczenie 6

W poniższej tabeli podano wartości stałej dysocjacji czterech kwasów karboksylowych w temperaturze 25℃.

Nazwa kwasu	$K_{a}$
Kwas octowy (etanowy )	1,8 · 10Indeks górny -5
Kwas chlorooctowy (chloroetanowy)	1,4 · 10Indeks górny -3
Kwas benzoesowy (benzenokarboksylowy)	6,3 · 10Indeks górny -5
Kwas 3‑chlorobenzoesowym (3‑chlorobenzenokarboksylowy)	1,5 · 10Indeks górny -4

Indeks górny Źródło: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.; J .Sawicka, A. Janich‑Kilian, W. Cejner‑Maria, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001. Indeks górny koniec

W czterech probówkach znajdują się wodne roztwory wymienionych kwasów karboksylowych, które zapomniano podpisać. W celu identyfikacji substancji probówki, oznaczono symbolami: HX, HY, HZ, HW. Za pomocą pH‑metru zmierzono, że najwyższą wartość pH posiada ciecz w probówce HW. Pomiędzy pozostałymi substancjami przeprowadzono następujące reakcje:

HY + KZ \to HY + HZ

HX + KY \to KX + HY

A. Na podstawie powyższych informacji, dokonaj identyfikacji zawartości probówek, podając nazwy systematyczne znajdujących się w nich kwasów karboksylowych: HW, HX, HY, HZ.

B. Napisz, jaki wpływ na moc kwasu chloroetanowego miałoby wprowadzenie kolejnego podstawnika $- Cl$ .

RaYJSvHdUr7kN

A. Nazwy kwasów:

HW: kwas octowy;
HX: kwas chlorooctowy;
HY: kwas 3‑chlorobenzoesowy;
HZ: kwas benzoesowy.

B. Wprowadzenie kolejnego podstawnika $- Cl$ do kwasu chlorooctowego spowodowałoby zwiększenie jego mocy.

Ćwiczenie 7

Moc kwasu charakteryzowana jest za pomocą stałej dysocjacji kwasowej $K_{a}$ lub w oparciu o wartość $p K_{a}$ ( $p K_{a} = - l o g K_{a}$ ).

Wzór kwasu	p $K_{a}$
${CH}_{2} F - COOH$	2,59
${CH}_{2} I - COOH$	3,12
$C_{6} H_{5} - COOH$	4,19
${CH}_{3} - COOH$	4,76
${CH}_{3} - {CH}_{2} - COOH$	4,87

Indeks górny Źródło: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.; J .Sawicka, A. Janich‑Kilian, W. Cejner‑Maria, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001. Indeks górny koniec

RTVGQsoTuvq8W

RW64jWJLy1KAT

A, Najwyższe stężenie jonów $H_{3} O^{+}$ występować będzie w roztworze kwasu karboksylowego posiadającego najwyższą wartość stałej dysocjacji kwasowej, a więc najniższą wartość pKIndeks dolny a.

B. Najwyższe pH będzie posiadać roztwór kwasu karboksylowego o najmniejszej wartości stałej dysocjacji kwasowej, a więc najwyższej wartości pKIndeks dolny a.

C. Najmocniejszy kwas opisany jest najwyższą wartością stałej dysocjacji kwasowej, a więc najniższą wartością pKIndeks dolny a. Zasada sprzężona do kwasu powstaje po utracie protonu przez kwas.

A. ${CH}_{2} F - COOH$

B. ${CH}_{3} - {CH}_{2} - COOH$

C. ${CH}_{3} F - {COO}^{-}$

Ćwiczenie 8

Ocet spirytusowy to 10% roztwór kwasu octowego o gęstości 0,950 $\frac{g}{{cm}^{3}}$ . Pani Kasia używa jego rozcieńczonej postaci jako środek odkamieniający. Przygotowała roztwór poprzez zmieszanie 100 ${cm}^{3}$ octu spirytusowego ze 150 ${cm}^{3}$ wody (d = 1 $\frac{g}{{cm}^{3}}$ ). Uzyskany roztwór do prac porządkowych w domu posiadał gęstość 0,980 $\frac{g}{{cm}^{3}}$ . Stała dysocjacji kwasowej kwasu octowego wynosi $K_{a} = 1, 8 \cdot 10^{- 5}$ .

A. Oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu kwasu octowego.

B. Przelicz obliczone stężenie procentowe na stężenie molowe.

C. Oblicz pH otrzymanego roztworu.

RiuM8kQOyN077

R1IIChGFPbKRQ

A. Korzystając ze wzoru na gęstość, należy obliczyć masę octu spirytusowego i wody użytych do rozcieńczenia. Następnie za pomocą wzoru na stężenie procentowe należy obliczyć masę substancji (kwasu octowego). Masa uzyskanego roztworu to suma mas roztworów użytych do rozcieńczenia.

B. W celu obliczenia stężenia molowego, należy obliczyć liczbę moli substancji (kwasu octowego) oraz objętość roztworu. Drugim sposobem jest podstawienie do wzoru: $C_{m} = \frac{C_{p} \cdot d_{r}}{100 % \cdot M}$ , należy tutaj jednak pamiętać o wprowadzeniu gęstości w jednostce $\frac{g}{{dm}^{3}}$ .

C. Należy skorzystać z prawa rozcieńczeń Ostwalda $K = \frac{α^{2} \cdot C_{0}}{1 - α}$ (gdy $\frac{C_{0}}{K_{a}} > 400$ można zastosować uproszczony wzór Ostwalda: K=alfaIndeks górny 2 Indeks górny koniec∙ CIndeks dolny 0) w celu obliczenia stopnia dysocjacji. W kolejnym etapie należy obliczyć stężenie jonów $H_{3} O^{+}$ ([ $H_{3} O^{+}$ ] = alfa ∙ CIndeks dolny 0), co umożliwi bezpośrednie wyznaczenie wartości pH (pH= -log[ $H_{3} O^{+}$ ]).

A. Obliczenie stężenia procentowego roztworu kwasu octowego:

masa octu spirytusowego:

d_{o c e t} = 0, 950 \frac{g}{{cm}^{3}}

V_{ocet} = 100 {cm}^{3}

m_{o c e t} = d_{o c e t} \cdot V_{o c e t} = 0, 950 \frac{g}{{cm}^{3}} \cdot 100 {cm}^{3} = 95, 00 g

masa kwasu octowego:

C_{p, o c e t} = 10 %

m_{k w a s o c t o w y} = \frac{C_{p, o c e t} \cdot m_{o c e t}}{100 %} = \frac{10 % \cdot 95, 00 g}{100 %} = 9, 50 g

stężenie roztworu kwasu octowego:

m_{w o d a} = d_{w o d a} \cdot V_{w o d a} = 1 \frac{g}{{cm}^{3}} \cdot 150 {cm}^{3} = 150 g

m_{r o z t w o r u} = m_{o c e t} + m_{w o d a} = 95 g + 150 g = 245 g

C_{p} = \frac{m_{k w a s o c t o w y}}{m_{r o z t w o r u}} \cdot 100 % = \frac{9, 50 g}{245 g} \cdot 100 % = 3, 88 %

B. Przeliczenie stężenia procentowego na stężenie molowe:

Sposób I

n_{k w a s o c t o w y} = \frac{9, 50 g}{60 \frac{g}{mol}} = 0, 158 mola

m_{r o z t w o r u} = 245 g

d_{r o z t w o r u} = 980 \frac{g}{{cm}^{3}} = 0, 980 \frac{g}{{dm}^{3}}

V_{r o z t w o r u} = \frac{m_{r o z t w o r u}}{d_{r o z t w o r u}} = \frac{245 g}{0, 980 \frac{g}{{dm}^{3}}} = 0, 25 {dm}^{3}

C_{m} = \frac{n_{k w a s o c t o w y}}{V_{r o z t w o r u}} = \frac{0, 158 mol}{0, 25 {dm}^{3}} = 0, 633 \frac{mol}{{dm}^{3}}

Sposób II
$C_{m} = \frac{C_{p} \cdot d_{r o z t w o r u}}{100 % \cdot M_{k w a s o c t o w y}} = \frac{3, 88 % \cdot 0, 980 \frac{g}{{dm}^{3}}}{100 % \cdot 60 \frac{g}{mol}} = 0, 633 \frac{mol}{{dm}^{3}}$

C. Obliczenie pH otrzymanego roztworu:

C_{0} = 0, 633 \frac{mol}{{dm}^{3}}

K_{a} = 1, 8 \cdot 10^{- 5}

\frac{C_{0}}{K_{a}} \approx 35 166

Jeżeli:

\frac{C_{0}}{K_{a}} > 400

to możemy zastosować uproszczony wzór Ostwalda:

K_{a} = α^{2} \cdot C_{0}

α = \sqrt{\frac{K_{a}}{C_{0}}} = \sqrt{\frac{1, 8 \cdot 10^{- 5}}{0, 633}} = 0, 0053

[H_{3} O^{+}] = α \cdot C_{0} = 0, 0053 \cdot 0, 633 \frac{mol}{{dm}^{3}} = 0, 0034 \frac{mol}{{dm}^{3}}

p H = - l o g [H_{3} O^{+}] = - l o g [0, 0034] = 2, 47

A. 3,88%

B. 0,633 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$

C. 2,47

Animacja

Dla nauczyciela