Reacii cu schimb de protoniAcizi i baze

Reacii cu schimb de protoniReaciile protolitice sunt reaciile care au loc cu transfer de protoni ntre particulele reactante.

ACIZI I BAZE

Definiie

Teoria disociaiei electrolitice(Svante Arrhenius-1887) Acizii sunt substane care pun n libertate protoni H+ n soluii apoase. Bazele sunt substane care pun n libertate ioni HO n soluii apoase. Teoria protolitic (elaborat de J.N.Brnsted) Acizii sunt substane care cedeaz unul sau mai muli protoni. Bazele sunt substane care accept unul sau mai muli protoni.

Proprieti generaleBazele au gust leios i sunt caustice; albstresc turnesolul i nroesc fenolftaleina; produc n soluie o senzaie gras la pipit, dau reacii de neutralizare cu acizii; conin att hidrogen, ct i oxigen; conduc curentul electric n soluie => sunt electrolii.

Acizii au gust acru, sunt caustici(ard); nroesc turnesolul, respectiv metiloranjul; descompun piatra de var cu degajare de dioxid de carbon; au n compoziie hidrogen pe care l pun n libertate n reacie cu metalele; reacioneaz cu bazele formnd sruri i ap; conduc curentul electric n soluie => sunt electrolii.

Acizii i bazele conduc curentul electric deoarece ionizeaz n soluie apoas. HCl H+ + Cl NaOH Na+ + HO Electroliii sunt substane care conduc curentul electric n soluie apoas. Alte substane nu au aceast proprietate i se numesc neelectrolii.Tip de substan Electrolii Exemple NaCl, CuSO4 NaOH,NH3 HCl, H2S Apa distilat Alcool(metanol, glicerin) Zahr Ureea Benzin

Neelectrolii

Dup valorile gradului de disociere (ionizare) deosebim: electrolii tari (ionizeaz total n soluii apoase): - sruri solubile n ap; - hidroxizi metalici solubili n ap (KOH, NaOH, Ca(OH)2 ); - acizi n soluie apoas (HCl, HBr, HClO4, H2SO4, HNO3); electrolii slabi (ionizeaz parial n soluii apoase): - acizi anorganici: H2S, H2CO3, H3BO3; acizi - organici: CH3COOH, C6H5- COOH; baze slabe: NH3; amine.

ClasificareSubstana ACIZI Numrul de H+ transferai 1. monobazici: HCl, HNO3, CH3COOH, HNO2 Trie 1. Tari: HCl, HI, H2SO4, HNO3, NH4+, HClO4 Sarcina electric 1.Neutri: HCl, HF 2. Anionici: H2SO4, HS

2. di sau polibazici: H2SO4, H3PO4, H2CO3, H2SBAZE 1. monoacide: NH3, NAOH, KOH

2. Slabi: H2SO3, H2CO3, H2S, CH3COOH1. Tari: NAOH, KOH, Ca(OH)2

3.Cationici: H3O+, NH4+

1.Neutri: NH4OH, Mg(OH)2 2. Anionici: SO42-, HCO3

2. di sau poliacide: Ca(OH)2, Al(OH)3, Pb(OH)2

2. Slabi: Al(OH)3, NH3, Fe(OH)3, Zn(OH)2

3.Cationici: Mg(OH) +

Tria acizilor i a bazelorn acizi(HA), legtura covalent H-X (X-nemetal) este polar. Polaritatea acestei legturi este unul dintre factorii care determin proprietatea acizilor de a ceda protoni. Tria unui acid depinde de uurina cu care acesta cedeaz protoni. Ionizarea acizilor foarte tari este o reacie total. HA(aq)+ H2O(l) A-(aq) + H30+(aq)Exemplu: HCl (aq)+ H2O(l) Cl-(aq) + H30+(aq) Acizii slabi ionizeaz puin n soluie apoas, reacia fiind reversibil. HA(aq) + H2O(l) A-(aq) + H30+(aq) Exemplu: H2CO3(aq) + H2O(l) HCO3-(aq) + H30+(aq)

Orice baz(B), posed la unul din atomii ei o pereche de electroni neparticipani la legtur de care se poate fixa un proton printr-o legtur covalent coordinativ. Tria unei baze depinde de uurina cu care accept protoni. Ionizarea bazelor foarte tari este o reacie total. B(aq)+ H2O(l) HO-(aq) + BH+(aq)Exemplu: NaOH(aq)+ H2O(l) HO-(aq) + Na+(aq) Bazele slabe ionizeaz puin n soluie apoas, reacia fiind reversibil.

B(aq) + H2O(l) HO-(aq) + BH+(aq) Exemplu: NH3(aq) + H2O(l) HO-(aq) + NH4+(aq)

Constanta de aciditate. Constanta de bazicitateO mrime care indic tria unui acid este constanta de aciditate(Ka). Se exprim n mol / L. Kc=[H30+] [A-] / [HA] [H2O] Ka=Kc [H2O] =[H30+] [A-] / [HA] [H30+], [A-], [HA], [H2O] reprezint concentraiile molare la echilibru ale speciilor chimice respective n funcie de valoarea Ka, acizii se clasific n: acizi tari: Ka>1 (HCl, Ka=107) Acizi slabi: Ka< 1: - acizi de trie mijlocie: Ka=10-2 10-3 (H2SO3, Ka=1,5 10-2) - acizi slabi: Ka=10-4 10-7 (H2CO3, Ka=4,3 10-7) - acizi foarte slabi: Ka< 10-7 (HCN, Ka=7,2 10-10)Acidul HF HNO2 HCN HSO4H2S HSH2CO3 HCO3Ka 6,7 10-4 4,5 10-4 7,2 10-10 2 10-2 6,3 10-8 1,3 10-12 4,3 10-7 5,7 10-11

O mrime care indic tria unei baze este constanta de bazicitate(Kb).Se exprim n mol / L. Kb=[H0-] [BH+] / [B] [H0-] [BH+] / [B]- reprezint concentraiile molare la echilibru ale speciilor chimice respectiveCu ct Kb are o valoare mai mare, cu att baza respectiv este mai tare, accept mai uor protoni.

Cuplul acid-baz conjugatUn acid(HA), prin cedarea unui proton, se transform n baza conjugat (A-), iar baza (A-), prin acceptarea unui proton, trece n acidul conjugat(HA). Cu ct un acid este mai tare, cu att baza lui este mai slab i invers. n relaia dintre un acid i o baz, apar dou cupluri de acid-baz conjugat, ntre care are loc transferul de protoni.

Acid 1 baz 1 + H+ Baz 2 + H+ acid 2Acid 1 + Baz 2 baz 1 + acid 2

Un acid reacioneaz cu baza conjugat a unui acid mai slab dect, punnd n libertate acidul mai slab.

Proprieti chimiceAcizii reacioneaz cu metalele; reacioneaz cu oxizii metalelor (oxizii bazici); reacioneaz cu bazele (solubile i insolubile): reacie de neutralizare; reacioneaz cu srurile acizilor mai slabi. Bazele reacioneaz cu oxizii nemetalelor (oxizii acizii);reacioneaz cu acizii; (neutralizare);

reacioneaz cu srurile metalelor care genereaz baze insolubile.

Amfoliii acido-bazici

Substanele care se comport ca acizi n reaciile cu o baz i ca baze n reaciile cu acizi se numesc substane amfotere sau substane amfiprotice sau amfolii. Apa are caracter amfoter. n reacie cu acizii accept protoni(se comport ca o baz), iar n reacie cu bazele cedeaz protoni(se comport ca un acid).

exemple: HCl (aq)+ H2O(l) Cl-(aq) + H30+(aq) (H2O-baz) NH3(aq) + H2O(l) HO-(aq) + NH4+(aq) (H2O-acid)

Amfionii aminoacizilor pot reaciona att ca acizi ct i ca baze. exemplu: +NH3-CH2-COO- + H3O+ +NH3-CH2-COOH + H2O

Oxizii i hidroxizii unor metale sau unele metale au caracter amfoter. De exemplu, Al2O3, Al(OH)3 i Al pot reaciona att cu acizii ct i cu bazele i au caracter amfoter.

Produsul ionic al apeiH2O+ H2O HO- + H3O+Kc=[H30+] [HO-] / [H2O]2 Kc [H2O]2= [H30+] [HO-] = Kw Kw produsul ionic al apei La 25C produsul concentraiilor ionilor din ap este o constant. [H30+] [HO-] = 10-14 (mol/L)2 [H30+] = [HO-] = 10-7 mol/L) Caracterul acid, bazic sau neutru al unei soluii apoase este dat de concentraia ionilor de hidroniu. Soluiile apoase sunt: neutre, dac [H30+] = [HO]; la 25 [H30+] = [HO]=10-7 mol L; acide, dac [H30+]>[HO]; la 25 [H30+]> 10-7 mol L; bazice, dac [H30+]7; pOH