Најважније из лекције
Јаки електролити: Потпуно дисосују на јоне у воденом раствору (\(\alpha = 1\)).
Одређивање концентрације: Концентрација јона се добија множењем концентрације електролита бројем тих јона у једначини дисоцијације (\(c_{\text{јона}} = a \cdot c\)).
Примери:
Одређивање концентрације: Концентрација јона се добија множењем концентрације електролита бројем тих јона у једначини дисоцијације (\(c_{\text{јона}} = a \cdot c\)).
Примери:
- За једнобазне киселине/базе (\(\text{HNO}_3\), \(\text{KOH}\)): \([\text{H}^+] = c\), односно \([\text{OH}^-] = c\).
- За двобазне киселине/базе (\(\text{H}_2\text{SO}_4\), \(\text{Ca(OH)}_2\)): \([\text{H}^+] = 2c\), односно \([\text{OH}^-] = 2c\).
Јаки електролити (јаке киселине, јаке базе и већина соли) у воденим растворима практично потпуно дисосују на јоне, чак и при вишим концентрацијама.
За јаке електролите не постоји приметна равнотежа између недисосованих и дисосованих молекула - они су потпуно дисосовани на јоне.
У воденим растворима јаких киселина и база, концентрација \(\text{H}^+\) и \(\text{OH}^-\) јона који настају аутодисоцијацијом саме воде је занемарљиво мала у поређењу са јонима који потичу од раствореног електролита.
Концентрација појединих јона у раствору јаког електролита зависи од почетне концентрације електролита и броја јона који настају дисоцијацијом једне формулске јединке (стехиометријског односа).
\[ c_{\text{јона}} = a \cdot \alpha \cdot c \]
\(a\) - број посматраних јона који настају дисоцијацијом једне формулске јединке / молекула
\(\alpha\) - степен дисоцијације (за јаке електролите \(\alpha = 1\))
\(c\) - количинска концентрација електролита (\(\text{mol/dm}^3\))
Написати једначину електролитичке дисоцијације електролита.
Означити стехиометријске коефицијенте (однос молова супстанце и насталих јона).
Поставити пропорцију или помножити концентрацију електролита са бројем насталих јона: \([\text{јон}] = a \cdot c\).
Пример 1: Раствор сумпорне киселине (\(\text{H}_2\text{SO}_4\))
Ако је концентрација киселине \(c(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0{,}002\text{ mol/dm}^3\): \[ \begin{array}{ccccc} \text{H}_2\text{SO}_4 & \longrightarrow & 2\text{H}^+ & + & \text{SO}_4^{2-} \\ 0{,}002\text{ mol/dm}^3 & & x & & y \\ 1\text{ mol} & & 2\text{ mol} & & 1\text{ mol} \end{array} \] \[ [\text{H}^+] = 2 \cdot 0{,}002\text{ mol/dm}^3 = 0{,}004\text{ mol/dm}^3 \] \[ [\text{SO}_4^{2-}] = 1 \cdot 0{,}002\text{ mol/dm}^3 = 0{,}002\text{ mol/dm}^3 \]
Ако је концентрација киселине \(c(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0{,}002\text{ mol/dm}^3\): \[ \begin{array}{ccccc} \text{H}_2\text{SO}_4 & \longrightarrow & 2\text{H}^+ & + & \text{SO}_4^{2-} \\ 0{,}002\text{ mol/dm}^3 & & x & & y \\ 1\text{ mol} & & 2\text{ mol} & & 1\text{ mol} \end{array} \] \[ [\text{H}^+] = 2 \cdot 0{,}002\text{ mol/dm}^3 = 0{,}004\text{ mol/dm}^3 \] \[ [\text{SO}_4^{2-}] = 1 \cdot 0{,}002\text{ mol/dm}^3 = 0{,}002\text{ mol/dm}^3 \]
Пример 2: Раствор калцијум-хидроксида (\(\text{Ca(OH)}_2\))
Ако је концентрација базе \(c(\text{Ca(OH)}_2) = 0{,}005\text{ mol/dm}^3\): \[ \begin{array}{ccccc} \text{Ca(OH)}_2 & \longrightarrow & \text{Ca}^{2+} & + & 2\text{OH}^- \\ 0{,}005\text{ mol/dm}^3 & & y & & x \\ 1\text{ mol} & & 1\text{ mol} & & 2\text{ mol} \end{array} \] \[ [\text{OH}^-] = 2 \cdot 0{,}005\text{ mol/dm}^3 = 0{,}01\text{ mol/dm}^3 \] \[ [\text{Ca}^{2+}] = 1 \cdot 0{,}005\text{ mol/dm}^3 = 0{,}005\text{ mol/dm}^3 \]
Ако је концентрација базе \(c(\text{Ca(OH)}_2) = 0{,}005\text{ mol/dm}^3\): \[ \begin{array}{ccccc} \text{Ca(OH)}_2 & \longrightarrow & \text{Ca}^{2+} & + & 2\text{OH}^- \\ 0{,}005\text{ mol/dm}^3 & & y & & x \\ 1\text{ mol} & & 1\text{ mol} & & 2\text{ mol} \end{array} \] \[ [\text{OH}^-] = 2 \cdot 0{,}005\text{ mol/dm}^3 = 0{,}01\text{ mol/dm}^3 \] \[ [\text{Ca}^{2+}] = 1 \cdot 0{,}005\text{ mol/dm}^3 = 0{,}005\text{ mol/dm}^3 \]
Израчунај концентрацију водоникових јона у воденом раствору азотне киселине (\(\text{HNO}_3\)) количинске концентрације \(0{,}01\text{ mol/dm}^3\).
Једначина дисоцијације:
\[ \text{HNO}_3 \longrightarrow \text{H}^+ + \text{NO}_3^- \]
Пошто \(1\text{ mol}\) киселине даје \(1\text{ mol}\) \(\text{H}^+\) јона:
\[ [\text{H}^+] = c(\text{HNO}_3) = 0{,}01\text{ mol/dm}^3 \]
Задаци за вежбање
Лаки ниво: Израчунај концентрацију калијумових (\(\text{K}^+\)) и хидроксидних (\(\text{OH}^-\)) јона у воденом раствору калијум-хидроксида (\(\text{KOH}\)) количинске концентрације \(0{,}1\text{ mol/dm}^3\).
Једначина дисоцијације:
\[ \text{KOH} \longrightarrow \text{K}^+ + \text{OH}^- \]
Стехиометријски однос је \(1 : 1 : 1\), па је:
\[ [\text{K}^+] = 0{,}1\text{ mol/dm}^3 \]
\[ [\text{OH}^-] = 0{,}1\text{ mol/dm}^3 \]
Средњи ниво: Израчунај концентрацију \(\text{Ba}^{2+}\) и \(\text{OH}^-\) јона у раствору баријум-хидроксида, \(\text{Ba(OH)}_2\), количинске концентрације \(0{,}025\text{ mol/dm}^3\).
Једначина дисоцијације:
\[ \text{Ba(OH)}_2 \longrightarrow \text{Ba}^{2+} + 2\text{OH}^- \]
На основу коефицијената:
\[ [\text{Ba}^{2+}] = c(\text{Ba(OH)}_2) = 0{,}025\text{ mol/dm}^3 \]
\[ [\text{OH}^-] = 2 \cdot c(\text{Ba(OH)}_2) = 2 \cdot 0{,}025\text{ mol/dm}^3 = 0{,}05\text{ mol/dm}^3 \]
Тежи ниво: У \(500\text{ cm}^3\) воденог раствора потпуно је дисосовано \(0{,}01\text{ mol}\) сумпорне киселине (\(\text{H}_2\text{SO}_4\)). Одреди количинску концентрацију киселине, као и појединачне концентрације \(\text{H}^+\) и \(\text{SO}_4^{2-}\) јона у том раствору.
1. Најпре израчунавамо количинску концентрацију киселине (\(V = 500\text{ cm}^3 = 0{,}5\text{ dm}^3\)):
\[ c(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{n}{V} = \frac{0{,}01\text{ mol}}{0{,}5\text{ dm}^3} = 0{,}02\text{ mol/dm}^3 \]
2. Једначина дисоцијације:
\[ \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \]
3. Концентрације јона износе:
\[ [\text{H}^+] = 2 \cdot c(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 0{,}02\text{ mol/dm}^3 = 0{,}04\text{ mol/dm}^3 \]
\[ [\text{SO}_4^{2-}] = c(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0{,}02\text{ mol/dm}^3 \]
