Protolitske reakcije fb
 

Protolitske reakcije




Avtor/ica gradiva ne nudi inštrukcij.


Protolitske reakcije so reakcije, ki prikazujejo obnašanje kislin in baz v vodi. V tem gradivu bomo obravnavali razpad kislin in baz v vodnih raztopinah. Kaj pa so kisline in baze?


Definicija kislin in baz



Kisline in baze so določene na podlagi njihovega obnašanja v reakciji z vodo:


  • Kislina je snov, ki v stiku z vodo odda svoj proton in tvori oksonijev ion :


    Za vodne raztopine kislin so značilni oksonijevi ioni.



  • Baza je snov, ki v vodnih raztopinah sprošča hidroksidne ione :


    Za vodne raztopine baz so značilni hidroksidni ioni.



Kisline in baze pa lahko natančno definiramo brez uporabe vode, le s pomočjo prehoda protona:

  • kislina je snov, ki odda proton ( ion) bazi in obratno:

  • baza je tista snov, ki tak proton od kisline prejme.


Kislina je snov, ki odda proton ( ion) bazi in baza je snov, ki tak proton od kisline prejme (Lowryeva definicija).



Poglejmo shematski prikaz kisline in baze. Bodimo pozorni na to, da se v tem primeru voda obnaša kot kislina:


Shematski prikaz Lowryeve baze.



Poglejmo si kisline in baze podrobneje.


Kisline



Kisline med seboj ločimo po številu protonov, ki jih lahko oddajo:


  • Monoprotonske kisline


    Monoprotonske kisline lahko bazi oddajo samo en proton.


    Primer

    Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
     
     
    Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


  • Večprotonske kisline


    Večprotonske kisline lahko bazi oddajo več protonov hkrati.


    Primer

    Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
     
     
    Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Kisline ločujemo lahko tudi po jakosti. Delimo jih na:


  • Močne kisline


    Močne kisline so tiste snovi, ki v vodi takoj oddajo vse svoje protone in ostanejo v ionski obliki. Ko zapisujemo oddajanje protonov vodi, reakcijo zapišemo z enosmerno puščico:


    Shematski prikaz močne kisline.




    Primer

    Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
     
     
    Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


  • Šibke kisline


    Šibke kisline v vodi le delno razpadejo. Del molekul odda protone vodi, del molekul pa ostane nespremenjenih. Vzpostavi se ravnotežje. Reakcijo zapišemo z obojestransko puščico, ki nakazuje ravnotežno reakcijo:


    Shematski prikaz šibke kisline.




    Primer

    Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
     
     
    Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Baze



Med baze uvrščamo:


Tudi baze ločujemo po jakosti:


  • Močne baze


    Močne baze od vode prejmejo protone in ostanejo v ionski obliki. Ko zapisujemo reakcijo, le-to zapišemo z enosmerno puščico:


    Shematski prikaz močne baze.



    Primer

    Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
     
     
    Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


  • Šibke baze


    Šibke baze v vodi le delno razpadejo. Del molekul prejme protone od vode, nekaj molekul pa ostane nespremenjenih. Vzpostavi se ravnotežje. Reakcijo zapišemo z obojestransko puščico, ki nakazuje ravnotežno reakcijo:


    Shematski prikaz šibke baze.



    Primer

    Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
     
     
    Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Protoliza



Protoliza je pojav, kjer kisline in baze v stiku z vodo razpadejo na ione. Pravimo, da kislina disociira na:

  • pozitivno nabite oksonijeve ione in

  • negativno nabite kislinske preostanke.


Enako velja za baze, kjer pride do disociacije na:

  • negativno nabite hidroksidne ione in

  • pozitivno nabite bazne preostanke.


Če si protolitsko reakcijo natančneje pogledamo, vidimo, da gre za reakcijo, kjer kislina odda proton bazi. Pri tem nastane konjugirani kislinsko-bazni par. Kislinsko-bazni par sta delca, ki se medsebojno razlikujeta po samo enem protonu.


Oglejmo si povedano na praktičnem primeru.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Konjugirana kislina nastane iz baze in se od nje razlikuje, ker ima en več.


Konjugirana baza nastane iz kisline in se od nje razlikuje, ker ima en manj.



Če snov odda proton, se obnaša kot kislina. Če pa prejme proton, se obnaša kot baza. Ista snov se tako lahko obnaša kot baza ali kislina. Lep primer je ravno voda, ki lahko prejme ali pa odda svoje protone. Pri tem se enkrat obnaša kot baza drugič pa kot kislina.


Konstanta kisline



Ker so protolitske reakcije ravnotežne reakcije, lahko za slednje zapišemo konstanto ravnotežja. Poglejmo si primer:


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Konstanta kisline nam pomaga ovrednotiti jakost kisline. Močnejša kislina odda skoraj v celoti svoje protone, torej bo ravnotežje pomaknjeno na stran produktov (torej na stran disociirane kisline).


Konstanta kisline določa moč kisline. Močnejša kot je kislina, višja je vrednost konstante kisline .



Pri močnih kislinah, ki popolnoma disociirajo na ione, konstanto kisline niti ne navajamo.


Večstopenjska protoliza kisline



Večprotonske kisline imajo na razpolago več protonov in zato reagirajo z njo v več stopnjah. Za vsako stopnjo lahko zapišemo konstanto protolize. Poglejmo si primer fosforjeve (V) kisline.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Konstanta baze



Tako kot za kisline tudi za baze lahko napišemo konstanto ravnotežja oziroma konstanto baze .


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Konstanta baze določa moč baze. Močnejša kot je baza, višja je vrednost konstante baze .



Večstopenjska protoliza baze



Tudi pri preprostih bazah imamo lahko več hidroksidnih ionov na razpolago. Le-ti se sproščajo postopoma zato protolizo take baze zapišemo po stopnjah. Poglejmo si primer protolize baze za .


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Elektroliti



Elektroliti so tekočine, ki prevajajo električni tok. Mednje uvrščamo:

  • taline ionski snovi (prosti ioni),

  • raztopnie soli (prosti ioni),

  • raztopine kislin in baz (disociirane kisline in base so v ionski obliki).


Prosti ioni se lahko gibljejo in zato prenašajo naboj. Večja kot je koncentracija prostih ionov, boljša je prevodnost take raztopine. Iz tega lahko sklepamo, da so močne kisline in baze dobri prevodniki saj popolnoma disociirajo. Močne kisline in baze so torej močni elektroliti, šibke kisline in baze, ki nepopolnoma disociirajo, pa so šibki elektroliti.




glavni avtor in urednik gradiva: Ana ČEVDEK