Investeşte în oameni !FONDUL SOCIAL EUROPEANProgramul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 –2013 Axa prioritară nr. 1 „Educaţiaşiformareaprofesionalăînsprijinulcreşteriieconomiceşidezvoltăriisocietăţiibazatepecunoaştere”Domeniul major de intervenţie 1.2 „Calitateînînvăţământulsuperior”

Numărulde identificareal contractului:POSDRU/156/1.2/G/138821 Beneficiar:UniversitateaPOLITEHNICA din BucureştiTitlulproiectului: Calitate, inovare, comunicare-instrumenteeficienteutilizatepentrucreştereaaccesuluişipromovabilităţiiînînvăţământulsuperior tehnic

Activitatea A5. Introducerea unor module specifice de pregătire a studenţilor în vederea asigurării de şanse egale

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

1

MODUL DE INSTRUIRE: CHIMIE

Curs: 4

Grupele: G1, G2, G3

Formator: AlinaMarietaSIMION

Octombrie/ 2015

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

2

5. Saruri – produsul reactiei acizilor cu bazele

Nomenclatura sărurilor – depinde de provenienţa lor

Daca sarea provine de la un hidracid, denumirea se realizează prin mentionarea

numelui elementului care provine de la hidracid (anionul) + sufixul -ura urmat de

particula “de” şi denumirea elementului (ionului) provenit de la bază (cationul)

NiCl2 - clorura de nichel

MgS - sulfura de magneziu

NH4Br - bromura de amoniu

In cazul ȋn care cationul poate avea mai multe stări de oxidare, denumirea se va

realiza ȋn acelaşi mod şi se va indica starea de oxidare a cationului prin cifre romane

ȋn paranteze rotunde

FeCl2 - clorura de fer(II) (S.O. pentru Fe este +2)

FeCl3 - clorura de fer(III) (S.O. pentru Fe este +3)

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

3

Denumirea se poate realiza şi din numele elementului care provine de la

hidracid (anionul) + sufixul –ura urmat de denumirea elementului cationul + un

sufix.

• In cazul ȋn care cationul este ȋn starea minimă de oxidare va fi sufixul este

–oasă, iar pentru starea maximă de oxidare sufixul va fi –ică

FeCl2 - clorura feroasă (S.O. pentru Fe este +2)

FeCl3 - clorura ferică (S.O. pentru Fe este +3)

Se poate folosi numele oxiacidului şi se ȋnlocuieste sufixul specific

acidului cu cel specific sării (HNO3 – acid azotic => NaNO3 – azotat de

sodiu sau HClO4 – acid percloric => KClO4 – perclorat de potasiu)

CaSO4 - sulfat de calciu (S.O. pentru S este +6)

CaSO3 - sulfit de calciu (S.O. pentru S este +4 )

NaNO3 - azotat de sodiu (S.O. pentru S este +5)

NaNO2 - azotit de sodiu (S.O. pentru S este +3)

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

4

Pentru hidracizii sau oxiacizii care pot ceda mai mulţi ioni de hidrogen,

precum acidul sulfhidric H2S sau acidul sulfuric H2SO4, ȋn cazul ȋn care nu

sunt cedaţi ambii protoni se va obţine o sare acidă.

Denumirea se va face ȋn mod corespunzător prin inserarea cuvântului

“acidă”, respectiv “acid” ȋnainte de particula “de”

NaHS - sulfura acidă de sodiu

NaHSO4 - sulfat acid de sodiu (S.O. pentru S este +6 )

NaHSO3 - sulfit acid de sodiu (S.O. pentru S este +4)

NaHCO3 - carbonat acid de sodiu

Dacă acidul poate ceda mai mult de doi protoni - acidul fosforic H3PO4 -

denumirea va contine fie numărul de protoni rămaşi sub forma cuvintelor

monoacid sau diacid, sau va conţine numarul de ioni proveniţi de la baza

(cationi)

In cazul ȋn care toti protonii au fost cedaţi se poate face menţiunea

“neutru”.

NaH2PO4 - fosfat diacid de sodiu (S.O. pentru P este +5)

Na2HPO4 - fosfat monoacid de sodiu (S.O. pentru P este +5)

Na3PO4 - fosfat (neutru) de sodiu (S.O. pentru P este +5)

sau

NaH2PO4 - fosfat monosodic (S.O. pentru P este +5 )

Na2HPO4 - fosfat disodic (S.O. pentru P este +5)

Na3PO4 - fosfat trisodic (S.O. pentru P este +5) 5

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

6

In cazul ȋn care şi cationul metalic poate avea mai multe stări de oxidare,

se va menţiona starea de oxidare prin cifre romane ȋn paranteze rotunde,

sau se va folosi numele cationului + un sufix (-ic pentru starea de oxidare

maximă şi –os pentru starea de oxidare minimă).

Fe(NO2)2 - azotit de fer(II) (S.O. pentru Fe este +2)

Fe(NO3)3 - azotat de fer(III) (S.O. pentru Fe este +3 )

sau

CuSO4 - sulfat cupric (S.O. pentru Cu este +2)

Cu2SO3 - sulfit cupros (S.O. pentru Cu este +1)

O altă modalitate de denumire: menţionarea numărului de protoni

ȋnlocuiţi sub forma prefix + cuvintele “bazic de” + nume cation, unde

prefixul va indica numărul sub forma mono, di, tri

NaH2PO4 - fosfat monobazic de sodiu (S.O. pentru P este +5)

Na2HPO4 - fosfat dibazic de sodiu (S.O. pentru P este +5)

Na3PO4 - fosfat tribazic de sodiu (S.O. pentru P este +5)

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

7

Teoria acido-bazica

Teoria disociatiei electrolitice a lui Arrhenius defineste:

Acizii sunt substante care, in solutii apoase pun in libertate ioni de

hidrogen H+

Bazele sunt substante care, in solutii apoase pun in libertate ioni

hidroxid HO─

Teoria protolitica a acizilor si bazelor elaborata de J.N. Brönsted si

T.M. Lowry defineste:

Acizii sunt substante capabile de a ceda protoni H+

Bazele sunt substante capabile de a accepta protoni H+

Cele doua reactii se implica reciproc:

acidul cedeaza un proton si se transforma in baza conjugata

baza accepta un proton de la acid si se transforma in acid conjugat

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

8

Anumite substanţe au caracter amfoter, adică reacţionează şi cu

acizi si cu baze

Ex. 1: Al(OH)3 ; ZnO

Al(OH)3

3 HClAlCl3 + 3 H2O

NaOHNa[Al(OH)4]

ZnO2 HCl

ZnCl2 + 2 H2O2 NaOH

H2ONa2[Zn(OH)4]

Ex. 2: substante amfiprotice: H2O ; NH3

H2O + H2O H3O+ + HO

NH3 + NH3 NH4+ + NH2

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

9

HA + H2O A + H3O+

acidbaza

conjugataion

hidroniu

B + H2O BH+ + HO

bazaacid

conjugation

hidroxil

Reactia dintre un acid si o baza se numeste reactie de neutralizare.

In urma reactiei dintre un acid si o baza se formeaza totdeauna o sare;

cand baza este un hidroxid,din reactie rezulta o sare si apa.

NaOH + HCl NaCl + H2O

NH3 + HCl NH4Cl

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

10

Acizi şi baze conjugate

Ecuatia unei reacţii acid bază propusă de Brønsted are forma

generală:

Acid 1 + Baza2 Baza1 + Acid2

Baza1 = baza conjugată a acidului 1

Acid2 = acidul conjugat al bazei 2.

Dacǎ acidul este tare, atunci baza conjugatǎ va fi slabǎ, iar daca acidul este

slab, baza conjugatǎ va fi tare – exemplu: pentru acidul tare HI, baza conjugatǎ

slabǎ este I-, iar pentru baza tare HO-, acidul conjugat slab este H2O.

Acid Baza conjugatǎ Bazǎ Acidul conjugat

HF – acid fluorhidric F - fluorurǎ NH3 - amoniac NH4+ - amoniu

HNO3 – acid azotic NO3 - azotat H2O - apǎ H3O

+ - hidroniu

H2O - apǎ HO - hidroxil Cl - clorurǎ HCl – acid clorhidric

HS - sulfurǎ acidǎ S2 - sulfurǎ HS - sulfurǎ acidǎ H2S – acid sulfhidric

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

11

Tăria acizilor Brønsted

Tăria acizilor Brønsted se exprimă prin constanta de aciditate Ka

sau prin exponentul de aciditate pKa

HA + H2O A + H3O+

K =[H3O+] [A]

[HA] [H2O]

K

[H2O] = ct. Ka =[H3O+] [A]

[HA]

pKa = - logKa

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

12

Notiunea de pH

pH-ul reprezintă logaritmul zecimal cu semn schimbat al

concentrației ionilor din soluție

exprimă cantitativ aciditatea (sau bazicitatea) unei substanțe, pe

baza concentrației ionilor hidroniu (H3O+)

Pentru soluțiile foarte diluate se consideră că pH-ul nu mai este

egal cu concentrația hidroniului, ci cu concentrația molară a soluției

H2O + H2O H3O+ + HO

Ka = [H3O+] [HO ] = 10-14

[H3O+] = [HO ] = 10-7apa pura:

pH = - log[H3O+] => apa pura: pH = 7

13

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

0 ≤ pH < 7 => pH acid | soluție acidă

pH = 7 => pH neutru | soluție neutră

7 < pH ≤ 14 => pH bazic | soluție bazică

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

14

Tipuri de acizi şi baze

1) Oxiacizi = acizii ȋn care atomul de hidrogen este legat de oxigen

2) Hidracizi = acizii ȋn care atomul de hidrogen este legat direct de un

element “central”

Pentru hidracizi aciditatea

ȋn perioadă creşte de la stânga la dreapta, pe măsură ce

elementul posedă un caracter mai electronegativ

ȋn grupă aciditatea creşte de sus ȋn jos pe măsură ce creşte

volumul atomic, legătura formată fiind din ce ȋn ce mai slabă şi

protonul fiind cedat mai uşor

HI > HBr > HCl > HF > H2S >> H2O >> NH3

caracter acid amfoter caracter bazic

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

15

Aciditatea oxiacizilor provine de la hidrogenul legat de oxigen ȋntr-o

grupare –OH. Acest proton se numeşte hidrogen acid pentru a-l deosebi

de eventualii atomi de hidrogen legaţi de atomul central sau de alţi atomi

ai moleculei.

Clase :

1) aquaacizi: protonul acid este conţinut de o moleculă de apă

coordinata la un ion metalic central; ex: [FeII(H2O)6]2+ < [FeIII(H2O)6]

3+

2) hidroxiacizi: protonul acid este situat la o grupare –OH fără a exista şi

grupări =O (oxo): ex: Si(OH)4 – acidul silicic; B(OH)3 – acidul boric

3) oxiacizi: protonul acid se află la o grupare –OH ȋn vecinatatea căreia

se găsesc una sau mai multe grupari oxo; ex: H2SO4, HNO3, HClO4

Tăria oxiacizilor creşte pe măsură ce elementul central are o stare de

oxidare mai mare, mai multe grupari oxo (atrag electronii de pe atomul

central) şi un volum mai mic

=> tăria oxiacizilor creşte ȋn perioadă de la stânga la dreapta şi

ȋn grupă de jos ȋn sus

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

16

Acid + Baza → Sare + Apa

Acizii şi bazele pot fi slabi (parţial disociaţi ȋn apă) şi tari (complet

disociaţi ȋn apă)

rezulta ca

Sărurile pot proveni de la:

un acid tare şi o bază tare (AT.BT)

un acid tare şi o bază slabă (AT.BS)

un acid slab şi o bază tare (AS.BT)

un acid slab şi o bază slabă (AS.BS)

• Reacţii de hidroliză ale sărurilor

AT.BT. - nu pot suferi reacţii de hidroliză; se dizolvă ȋn apă, printr-un

proces fizic, pH-ul soluţiei rezultate fiind egal cu 7

AT.BS. - dau reacţii de hidroliză, soluţiile având un caracter slab acid,

AS.BT. - suferă reacţii de hidroliză, soluţiile având un caracter slab bazic

AS.BS. – dau reacţii de hidroliză, soluţiile având un caracter slab acid

sau slab bazic ȋn funcţie de tăria relativă a acidului şi bazei

17

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

18

Exemple:

HCl + NaOH → Na+ + Cl + H2O 1. AT.BT

HCl + H2O → Cl + H3O+

NaOH + H2O → Na+(aq) + HO

Acidul si baza sunt tari => ȋn

apă vor fi complet disociate

NaCl se dizolvă ȋn apă, dar

nu hidrolizează

cantităţile de H3O+ şi HO

sunt egale şi se neutralizeaza

reciproc => pH = 7

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

19

3. AS.BT CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH

NaOH = bază tare => complet disociată => 1 mol de HO ȋn apă

CH3COOH = acid slab => parţial disociat => < 1 mol H3O+ ȋn apă

=> pH > 7

4. AS.BS CH3COONH4 + H2O CH3COOH + NH4OH

Ambele substanţe vor fi parţial disociate ȋn apă => va conta care din

ele va disocia mai puternic

diferenţa ȋntre cele două valori fiind foarte mică => pH-ul va fi

apropiat de valoarea 7.

2. AT.BS NH4Cl + H2O NH4OH + HCl

HCl = acid tare => complet disociat => 1 mol de H3O+ ȋn apă

NH4OH = bază slabă => parţial disociată => < 1 mol HO ȋn apă

=> pH < 7

• Alte exemple

• Discutii

20

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1