Kwas ortoborowy H3BO3 jest bardzo słabym jednoprotonowym kwasem, który w roztworach
wodnych działa nie jako donor protonów, lecz jako akceptor jonów wodorotlenkowych,
reagując z wodą zgodnie z równaniem:
H3BO3 + 2H2O ⇄ H3O+ + [B(OH)4]–
Stała równowagi tej reakcji jest równa 5,8 · 10–10.
W obecności środków odciągających wodę, np. stężonego H2SO4, kwas ortoborowy tworzy
z alkoholami estry.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Według teorii Arrheniusa kwasy to związki dysocjujące w roztworze wodnym na kationy
wodoru i aniony reszty kwasowej. Brønsted zdefiniował kwasy jako donory protonów.
Oznacza to, że kwasy to cząsteczki i jony oddające proton. Zgodnie z teorią Lewisa kwasem
nazywamy atom, cząsteczkę lub jon będący akceptorem jednej lub kilku par elektronów.
Wybierz teorię kwasów i zasad, zgodnie z którą H3BO3 – na podstawie reakcji z wodą
opisanej powyżej – jest kwasem. Uzupełnij poniższe zdanie, podkreślając nazwisko
autora tej teorii.
Na podstawie opisanej reakcji z wodą można stwierdzić, że H3BO3 jest kwasem według teorii
kwasów i zasad (Arrheniusa / Brønsteda / Lewisa).
Do wodnego roztworu kwasu cytrynowego dodano nadmiar wodnego roztworu
wodorowęglanu sodu NaHCO3. Stwierdzono, że temperatura mieszaniny poreakcyjnej jest
znacznie niższa niż temperatura roztworów przed ich zmieszaniem. Zaobserwowano także
wydzielanie bezbarwnego gazu.
a)
Spośród podanych zależności wybierz i podkreśl tę, która jest prawdziwa dla entalpii procesu dokonującego się w opisanym doświadczeniu.
ΔH < 0 ΔH = 0 ΔH > 0
b)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, która zaszła w czasie doświadczenia. Przyjmij, że kwas cytrynowy przereagował z wodorowęglanem sodu w stosunku molowym 1 : 3. Zastosuj następujący wzór kwasu cytrynowego: C3H4(OH)(COOH)3.
Nadtlenek wodoru H2O2 jest gęstą, syropowatą cieczą, która miesza się z wodą w każdym
stosunku. W roztworach wodnych ulega w niewielkim stopniu dysocjacji według równania:
H2O2 + H2O ⇄ HO−2 + H3O+
Przestrzenne rozmieszczenie atomów w cząsteczce nadtlenku wodoru ilustruje poniższy
rysunek.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Korzystając z informacji na temat dysocjacji nadtlenku wodoru w wodzie, wypełnij
tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe.
Lp.
Zdanie
P/F
1.
Nadtlenek wodoru jest kwasem Brønsteda, a sprzężoną z nim zasadą jest jon OH–.
2.
Woda jest akceptorem protonów pochodzących od sprzężonego z nią kwasu Brønsteda, którym jest nadtlenek wodoru.
3.
Cząsteczka H2O2 i jon HO−2 stanowią sprzężoną parę kwas – zasada w ujęciu teorii Brønsteda.
