W wodnych roztworach słabych kwasów jednoprotonowych zachodzi dysocjacja. Dla danej
wartości stężenia molowego roztworu i w danej temperaturze ustala się stan równowagi
między cząsteczkami i jonami obecnymi w roztworze.
Na poniższym wykresie przedstawiono zależność stopnia dysocjacji (α) dwóch kwasów
jednoprotonowych HX i HQ od stężenia molowego roztworu w temperaturze 20 °C.
Wartości stopnia dysocjacji kwasu HX dla wybranych stężeń molowych (𝑐0) zebrano w tabeli
(𝑡 = 20 °C).
𝑐0, mol ∙ dm−3
0,002
0,008
0,018
0,028
0,042
0,100
α, %
43,6
25,2
17,6
14,4
11,9
7,9
Rozstrzygnij, na podstawie analizy danych zamieszczonych na wykresie, który kwas
(HX czy HQ) jest mocniejszy. Zaznacz jego wzór. Odpowiedź uzasadnij.
Przygotowano wodne roztwory trzech różnych soli – CH3COONa, NaNO2, NaF – o takim
samym stężeniu molowym. Odczyn wszystkich przygotowanych roztworów był zasadowy,
ale pH każdego roztworu było inne.
17.1. (0–1)
Wpisz do poniższego schematu wzory odpowiednich drobin, tak aby powstało równanie
potwierdzające zasadowy odczyn roztworu azotanu(III) sodu – zastosuj definicję kwasu
i zasady Brønsteda.
17.2. (0–1)
Napisz wzór lub nazwę tej soli, której wodny roztwór miał najwyższe pH.
Skroplony amoniak jest rozpuszczalnikiem, który – podobnie jak woda – ulega autodysocjacji
polegającej na przeniesieniu protonu między cząsteczkami rozpuszczalnika. Rezultatem tego
procesu jest powstanie kationów NH+4 i anionów NH−2.
Wszystkie substancje chemiczne, które w skroplonym amoniaku zwiększają stężenie kationów
NH+4, w tych warunkach są kwasami, a te związki chemiczne, które w skroplonym amoniaku
zwiększają stężenie anionów NH−2, są zasadami. Zobojętnianie w skroplonym amoniaku
polega na reakcji kationów NH+4 i anionów NH−2 z wytworzeniem cząsteczek NH3.
Na podstawie: L. Kolditz (red.), Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.
Napisz równanie autodysocjacji amoniaku – zastosuj definicję kwasu i zasady
Brønsteda. Wpisz wzory odpowiednich drobin do schematu.
Oblicz wartość stałej dysocjacji kwasu dichlorooctowego wiedząc, że stopień dysocjacji kwasu
dichlorooctowego w roztworze wodnym o stężeniu 0,01 mol/dm3 wynosi 85%.
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
24.1. (0–1)
Uszereguj jony obecne w wodnym roztworze kwasu ortofosforowego(V) i powstające
podczas protolizy (dysocjacji) tego kwasu według wzrastających stężeń. Napisz wzory
tych jonów w odpowiedniej kolejności.
najmniejsze stężenie jonów
największe stężenie jonów
24.2. (0–1)
Napisz wzory tych jonów, obecnych w wodnym roztworze kwasu ortofosforowego(V),
które zgodnie z teorią kwasów i zasad Brønsteda mogą pełnić w reakcjach chemicznych
funkcję zarówno kwasu, jak i zasady.
Do 500 cm3 wodnego roztworu kwasu metanowego (mrówkowego) o stężeniu 1 mol ∙ dm−3
dodano 500 cm3 wody. Temperatura otrzymanego roztworu nie uległa zmianie.
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź wybraną spośród A–C oraz odpowiedź wybraną
spośród 1.–3.
Należy wnioskować, że po dodaniu wody do wodnego roztworu kwasu metanowego
Woda ciężka (tlenek deuteru, D2O), której cząsteczki zawierają deuter – izotop wodoru 2H,
podobnie jak zwykła woda, ulega odwracalnemu procesowi autodysocjacji opisanemu
równaniem:
2D2O ⇄ D3O+ + OD−.
Proces autodysocjacji można opisać stałą dysocjacji KD2O zależną od temperatury.
Wygodnym sposobem posługiwania się stałą dysocjacji jest wyrażenie jej wartości w formie
zlogarytmowanej: pKD2O = − logKD2O .
Zestawienie wartości pKD2O w różnych temperaturach podano w tabeli.
Temperatura, °C
10
20
30
40
50
pKD2O
15,44
15,05
14,70
14,39
14,10
Na podstawie: D.R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press 1990
oraz A.K. Covington, R.A. Robinson, R.G. Bates, The Ionization Constant of Deuterium Oxide from 5 to 50°,
,,The Journal of Physical Chemistry”, 1966, 70 (12), s. 3820–3824
Wartość pKH2O (pKw) dla procesu autodysocjacji wody zwykłej w temperaturze 25°C wynosi 14,00.
Narysuj wykres zależności pKD2O od temperatury i oblicz stężenie jonów OD− w ciężkiej wodzie w temperaturze 25°C. Rozstrzygnij, który proces dysocjacji – D2O czy H2O – zachodzi w większym stopniu w temperaturze 25°C.
Kwas fosfonowy o wzorze sumarycznym H3PO3 jest kwasem dwuprotonowym, którego wzór
można zapisać jako H2PHO3. Struktura cząsteczki tego kwasu jest następująca:
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Napisz równanie reakcji ostatniego etapu dysocjacji kwasu H2PHO3 w wodzie w ujęciu
teorii Brønsteda. Określ, jaką funkcję – kwasu czy zasady Brønsteda – pełni w tej reakcji
woda.
Rozpuszczalnikami amfiprotycznymi nazywa się rozpuszczalniki, których cząsteczki mogą
zarówno odszczepiać, jak i przyłączać proton. Do rozpuszczalników amfiprotycznych należą
m.in. woda, ciekłe alkohole oraz kwasy karboksylowe, ciekły amoniak i aminy.
W rozpuszczalnikach amfiprotycznych ustala się stan równowagi reakcji autoprotolizy, która
dla wody zachodzi zgodnie z równaniem:
2H2O ⇄ H3O+ + OH−
Reakcję autoprotolizy rozpuszczalnika opisuje stała równowagi nazywana iloczynem jonowym
rozpuszczalnika, np. iloczyn jonowy wody wyraża się równaniem:
Kw = [H3O+] ∙ [OH−]
Poniżej zestawiono wartości iloczynu jonowego trzech rozpuszczalników w temperaturze
25ºC.
Rozpuszczalnik
Iloczyn jonowy rozpuszczalnika
kwas mrówkowy
0,6 ∙ 10−6
metanol
0,2 ∙ 10−16
woda
1,0 ∙ 10−14
Na podstawie: J.J. Fiałkow, A.N. Żytomirski, J.A. Tarasenko, Chemia fizyczna roztworów niewodnych,
Warszawa 1983.
Uszereguj wymienione rozpuszczalniki według wzrastającego stopnia ich autoprotolizy
w temperaturze 25ºC. Napisz nazwy tych rozpuszczalników.
