Amidy kwasowe - mocznik

Amidy, to pochodne kwasów w których grupę -OH z grupy karboskylowej kwasu zastąpiono resztą aminową.

-CONH2 => grupa amidowa

• RCONH2 np. CH3CONH2 amid I rzędowy

•  gdy wodór w grupie NH2 podstawimy grupą R otrzymamy amid II rzędowy RCONHR' np.CH3CONHC2H5

• amid trzeciorzędowy RCONR'R''

Amid kwasu mrówkowego (formamid) jest najprostszym amidem:

Amid kwasu benzoesowego (benzamid)

Otrzymywanie amidów

• Kwas organiczny + NH3 -----> sól amonowa

                        T
sól amonowa------> amid + H2O

CH3COOH + NH3 ------> CH3COONH4
                              T
CH3COONH4 --------> CH3CONH2 + H2O

• Ogrzewanie kwasów karb. z aminami I rzędowymi i II rzędowymi

                                           T
CH3COOH + CH3NH2 -----> CH3CONHCH3 + H2O
                                             T
CH3COOH + CH3NHCH3 -----> CH3CON(CH3)CH3 + H2O

 Właściwości

Amidy dobrze rozpuszczają się w wodzie, ich roztwory wodne wykazują charakter obojętny!
Ulegają hydrolizie z kwasami jak i zasadami.

CH3CONH2 + OH- ----> CH3COO- + NH3
                                        H+

CH3CONH2 +  + H2O ----> CH3COOH +NH4+

                                                                                      -*-

Amidy kwasu węglowego

Gdy zastąpimy jedną grupę OH kwasu węglowego grupą aminową otrzymamy kwas karbaminowy - amid kwasu weglowego, jeśli dwie otrzymamy diamid kwasu węglowego czyli mocznik.

Mocznik, to krystaliczne, ciało stałe, dobrze rozpuszcza się w H2O.
Ulega hydrolizie z roztworami mocnych kwasów (dając tlenek węgla IV i sól amonową) i zasad (dając amoniak i sól kwasu węglowego). Mocznik ma właściwości amfoteryczne!

NH2CONH2 + H2O + HCl ----> CO2 + NH4Cl

 mocny kwas wypiera słaby z jego soli

NH2CONH2 + NaOH ----> NH3 +Na2CO3mocna zasada wypiera słabą z jej soli

Termiczny rozpad amoniaku, ogrzewanie prowadzi do powstania:
                                     T
NH2CONH2 + H2O  ----> CO2 + 2NH3



Biuret, to dimocznik kwasu węglowego
                                                   T
NH2CONH2 + NH2CONH2 -------> NH2CONHCONH2 + NH3
                                                                    biuret

Reakcja biuretowa - charakterystyczna reakcja chemiczna pozwalająca na wykrywanie wiązań peptydowych w rozmaitych związkach organicznych, głównie w białkach i peptydach. Warunkiem koniecznym dla pozytywnego wyniku próby jest występowanie co najmniej dwóch wiązań peptydowych bezpośrednio obok siebie lub przedzielonych nie więcej niż jednym atomem węgla. Nazwa testu pochodzi od najprostszego związku, który ulega tej reakcji, a mianowicie biuretu, czyli dimeru mocznika. Test biuretowy polega na dodaniu do analizowanej mieszaniny roztworu silnej zasady (NaOH lub KOH) oraz siarczanu miedzi(II), czyli powstaje Cu(OH)2, który reaguje. Jeżeli w roztworze obecne są związki zawierające bliskie wiązania peptydowe, to roztwór zmienia barwę z niebieskiej na fioletową.
Jest to spowodowane powstawaniem anionowych związków kompleksowych, w których jon Cu²⁺ jest kompleksowany przez minimum dwie grupy peptydowe. 

W wyniku reakcji Cu(OH)2 z biuretem otrzymujemy:

Wykrywanie mocznika
Mocznik reaguje z kwasem azotowym HNO3 powstaje biały osad
NH2CONH2 + HNO3 -----> [H2NCONH3]+NO3-
                                                  azotan mocznika


Stopień utlenienia azotu w wybranych związkach:
- w aminach na -III bo traktujemy jak amoniak
-w nitrobenzenie (chloronitrobenzenie itd, nie patrzymy na pierścień) +III jak kwas azotowy III
-w jonie NH4+Cl- azot na +III
-w anilinie -III
Reguła: wiązanie C-N traktujemy jak wiązanie z wodorem zatem pierścień wnosi nam +I

Aminy

Aminy, to pochodne amoniaku.
W wyniku podstawienia jednej cząsteczki wodoru inną grupą powstaje amina I rzędowa.

Podstawienie kolejnych atomów wodoru da nam aminę II i III rzędową.
Przykłady amin:
I rzędowe- metyloamina CH3-NH2, etyloamina C2H5 lub anilina C6H5NH2
II rzędowe - dimetyloamina CH3-NH-CH3
III rzędowe - trimetyloamina CH3N(CH3)CH3


                                                                **************
 Otrzymywanie amin alifatycznych:

• Reakcja fluorowcopochodnych alkanów z amoniakiem i zasadą, powstają aminy I rzędowe

CH3Br + NH3 -----> CH3NH3+Br-
CH3NH3+Br- + NaOH -----> CH3-NH2 + H2O + NaBr

• Reakcja flurowcoalkanu z aminą I lub II rzędową 

CH3Br + CH3-NH2 ----> CH3-NH-CH3 + HBr
                                            dimetyloamina


 Otrzymywanie amin aromatycznych:

• Redukcja związków nitrowych

                                 kat
C6H5NO2 + 3H2 -------> C6H5NH2 + 2H2O

lub

C6H5NO2 + 3Zn + 7HCl ----> C6H5NH3+Cl- + 3ZnCl2 + 2H2O
                                              chlorowodorek aniliny
C6H5NH3+Cl- + NaOH -------> C6H5NH2 + NaCl + H2O

 (w równaniu drugim mocna zasada wypiera słabą z jego soli)


                                                                  **************

Właściwości amin:

aminy tworzą wiązania wodorowe! a podanym przykładzie mamy wiązanie wodorowe między dwiema cząsteczkami amin i między cząsteczką aminy, a wodą

- metyloamina, to gaz o nieprzyjemnym zapachu psujących się ryb
- anilina jest cieczą na powietrzu staje się brunatna lub czarna
- aminy wyższe, to ciecze lub ciała stałe, słabo rozpuszczają się w wodzie
- wykazują charakter zasadowy (jak amoniak) gdyż posiadają wolną (niewiążącą) parę elektronową atomu azotu. W wodzie ulegają hydrolizie z odczynem zasadowym. Aminy alifatyczne są mocniejsze od amoniaku, gdyż efekt odpychania elektronów przez grupy alkilowe w porównaniu z wodorem w amoniaku jest większy.

CH3NH2 + H2O <----> [CH3NH3]+ + OH-

Reakcje:
- z kwasami 

 kation anilinowy może reagować z zasadą mocniejszą 
C6H5NH3+Cl- + NaOH- ------> C6H5NH2 + NaCl + H2O
zapis jonowy skrócony tego równania: C6H5NH3+ + OH- ----> C6H5NH2 + H2O
-fluorowcowanie np. reakcja aniliny z bromem
                           
C6H5H2 + 3Br2 ----> 2,4,6 tribromoanilina + 3HBr


Anilina (fenyloamina, benzenoamina) jest I rzędową aminą aromatyczną.
Uwaga grupa NH2 jest grupą I rzędową, która kieruje położenie podstawików w orto (1,2) lub para (1,4).
Ponadto grupa ta zwiększa reaktywność związku.

Zad.1 

Udowodnij charakter zasadowy amin na przykładzie etyloaminy

Możemy zrobić, to w dwojaki sposób z reakcją z kwasem lub hydrolizą zasadową
CH3CH2NH2 + HCl -----> CH3CH2NH3+Cl-

(etano-1-amina,
etyloamina)

CH3CH2NH2 + H2O <-----> [CH3CH2NH3]+ + OH-

Matura czerwiec 2013 CKE

Zad. 3

a) H3O + tylko w tej drobinie występuje wolna para elektronowa). Zwróć uwagę, że w NH4 brak wolej pary, bo przyjmuje ją wodór tworząc kation.
b) H3O+ , NH4+

                                                                               -*-

Zad. 8

1. Obliczamy liczbę moli kwasu i zasady. Sprawdzamy czy zaszło całkowite zoobojętnienie.

vk = vz= 0,02dm3             
Ck = Cz= 0,1 mol/ dm3         => nk=nz = 0,002mol, czyli stosunek 1:1
Otrzymaliśmy roztwór obojętny (pOH= 10^-7)

2. Obliczamy ile a początku było jonów OH- przed zoobojętnieniem
Cz= 0,1 mol/dm3 = [OH-]

3. Po zobojętnieniu otrzymano roztwór obojętny [OH] = 10 ^-7 mol/dm3

10-1
-----  = 10^6 razy
10-7

Stężenie OH- zmalało milion razy.


                                                                          -*- 

Zad. 17

We wstępie ponadto mieliśmy informację, ze jednym z produktów tej reakcji jest jon o wzorze Al(OH)4.
Glin jest pierwiastkiem o właściwościach amfoterycznych, ze stężoną zasadą da nam związek kompleksowy, ponadto glin wypiera wodór, gdyż jest aktywniejszy od wodoru i wypiera go ze związków.

6H2O + 2Al + 2OH- -----> 2[Al (OH)4]- + 3H2

      
                                                                             -*- 


Zad. 23

Zad. 28 i 29

To zadanie zawiera w sobie ważne reakcje. Wypiszcie sobie wszystkie.
1. Reakcja uwodrniania (addycji wodoru) do alkenu
2.Reakcja addycji do alkenu cząsteczek typu HX (wodór przyłącza się ta gdzie więcej wodorów, a chlor przyłaczy się tam gdzie mniej wodorów).
3.Reakcja substytucji fluorwocoalkanu w środowisku wodnym zasadą. Powstaje alkohol, tu drugo rzędowy
4.Reakcja utleniania alkoholu do ketonu!


Zad. 35

Ja skupię się na podpunkcie b),a mianowicie właściwości amfoteryczne posiadają tylko z wypisanych: Al(OH)3 i ZnO.
CHCOOH- kwasowe
CH3NH2- zasadowe ( aminy alifatyczne są mocniejsze od amoniaku, ponadto mają silniejsze właściwości zasadowe, niż amidy - mocznik (amid) ma właściwości amfoteryczne.
H2SO4- kwasowe
CO-obojętne
CaO-zasadowe

Równowaga chemicza. Stała równowagi.

Dzisiaj przede wszystkim część praktyczna z zagadnienia dotyczącego stałej równowagi.
Pokażę wam kilka zadań przykładowych z wyjaśnieniami krok po kroku. Należy uważać na podaną objętość przestrzeni reakcyjnej, zwrócić uwagę czy na początku reakcji nie było już któregoś z produktów (tak jest np. w zadaniach że substratem była mieszania zawierająca związek będący produktem)


Zad. 1

Mamy daną reakcję CO + H2O <----> CO2 + H2 i następujące dane

relacja stechio.          x         x                   x         x
stęż. początk             3        6                    -          -
stęż równow              1        4                    2         2
steż przereag.           2        2                    -         -

Podaj jakie będą stężenia równowagowe po trzykrotnym zwiększeniu stęż. CO w stosunku do stęż początkowego

                               CO + H2O <----> CO2 + H2

relacja stechio.          x         x                   x         x
stęż. początk             9        6                   -          -
stęż równow             9-c        6-c             c         c
steż przereag.            2       2                    -         -

Jak podejść do tego zadania?
Otóż powiedziane jest, że początkowe stężenie CO wzrosło trzy razy, oznacza to zmianę wszystkich stężeń równowagowych. Nowe stężenia produktów oznaczamy jako c i c, skoro powstało c produktu to i zużyło się c substratu. Stężenie równowagowe obliczymy odejmując od stężenia początkowego substratu stężenie zużyte :). Uwaga układając tabelę zawsze odnosimy się do objętości układu 1dm3. Jeśli w treści zadania nie pisze nic o objętości, to uznajemy, że podane stężenia są na 1dm3. Jeśli byłoby np. zmieszano 2,5 mola bromu i 4,5 mola wodoru, a pojemność układu reakcyjnego wynosiłaby 0,5dm3, to wówczas należy dokonać obliczeń i wpisać do tabeli - 5 moli bromu i 9 moli wodoru. Do wzoru a stałą równowagi również bierzemy wartości a 1dm3.



                                                                        -*-



Reakcje odwracalne, to np. dysocjacja słabych elektrolitów, hydroliza soli. W stanie równowagi taka sama ilość substratów rozpada się w jednostce czasu na produkty jaka a powrót łączy się w cząsteczkę substratu. Jakakolwiek zmiana warunków (stężenia, ciśnienia, temperatury) spowoduje zmianę stanu równowagi.
Stała równowagi zależy od temperatury, a nie od początkowych stężeń czy ciśnień.

• Stała równowagi stężeniowa (Kc)

aA + bB <-----> cC + dD

• Stała dysocjacji (Kd)

np. dla reakcji HNO2 <----> H+ + NO2-

•  stała równowagi ciśnieniowa ( dla reagentów gazowych) - kp

Zad.2 

Wyznacz stałą równowagi na reakcji:
 K+ + NO2- + H2O <----> K+ + OH- + HNO2

Jony K+ nam się skrócą, zaś w roztworze wodnym stężenie wody jest stałe więc we wzorze pomijamy wodę i otrzymujemy wzór:

        [OH-] [HNO2]
K= ------------------
           [NO2-]




                                                                               -*-


Zad.3


W pewnych warunkach ustaliła się równowaga reakcji
A₂+B₂=>2AB
Początkowo stężenia  A₂i B₂ były równe. Stopień przereagowania subst. B w stanie równowagi wynosił 0,8. Ile wynoszą stężenia równowagowe?


                                A₂   +   B₂=>2AB

relacja stechio.          x         x          2 x        
stęż. początk             1         1            -       
stęż równow             0,2     0,2        1,6       
steż przereag.            0,8      0,8        -

A więc tak zakładamy, że początkowe stężenie substratu A i B wynosi 1. Dlaczego? Ponieważ nie mamy nigdzie innych danych o stężeniach początkowych. A wiemy, że substratu B przereagowało 0,8, to produktu 2AB (2x) w stanie równowagi będzie 1,6. Obliczamy pozostałe wartości.



Zad. 4 *

STALA RÓWNOWAGI ESTRYFIKACJI :
CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5 +H2O
w pewnej temperaturze wynosi 4, a stężenia [mol/dm3] równowagowe wynoszą
kwas-0,1
alkohol-0,4
ester-0,8
woda-0,2
O ile zmieniło się stężenie równowagowe estru po ustaleniu ponownie stanu równowagi, po wprowadzeniu do układu 0,2 mola CH3COOH (PRZY ZAŁOŻENIU ZE objętość UKLADU NIE ULEGŁA ZMIANIE I WYNOSI 1 dm3). 




  1. Układamy tabelkę dla danych już po wprowadzeniu 0,2 mola CHCOOH.
Przy czym stężenia początkowe dla wszystkich pozostałych reagentów, to stężenia równowagowe przed wprowadzeniem dodatkowej ilości kwasu. Teraz zabieramy się za ilość przereagowanych substratów - oznaczamy jako x oraz ilość powstałych produktów jest równa też x (tyle ile substratu przereaguje, to powstanie produktu). Teraz stężenia równowagowe. Dla substratów stężenia równowagowe, to początkowe - przereagowane, a dla produktów odwrotnie, bo produktu przybywa i wstanie równowagi będzie go więcej, Zatem to co było na początku + to co powstaje, tyle produktu jest w równowadze.

                           CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5 +H2O

relacja stechio.          x                  x                   x                           x
stęż. początk            0,3                0,4                0,8                     0,2

stęż równow             0,3-x            0,4-x              0,8 + x              0,8+x
                                               
ilość przereag.          x                   x                   -                             -
substratów

 ilość powstałych      -                     -                   x                            x
produktów

2. Ustalamy wzór, aby obliczyć zmianę stężeń. Stała równowagi jest taka sama, bo nie zależy od stężenia początkowego, lecz temperatury.

          (0,8+x) (0,2 + x)
Kc = ------------------------- = 4
          (0,3 - x) (0,4 -x)

3. Układamy równanie kwadratowe. Otrzymujemy, że x= 0,09 mol.dm3.
Zatem o tyle zmieniło się stężenie równowagowe estru.



Zad. 5

Równowaga reakcji :
A + B <---> C + D
w temp. 298K wynosi 1. Stężenia równowagowe wynoszą odpowiednio (w mol/dm3):
[A]=2
[B]=8
[C]=4
[D]=4
Jak zmieni się stężenie równowagowe substancji D, jeżeli do układu wprowadzone zostaną 4mole substancji A? Założyć, że objętość układu praktycznie nie ulega zmianie i wynosi 1dm3.

                                   A      +       B   <--->        C         +              D

relacja stechio.          x                  x                    x                           x
stęż. początk             6                 8                    4                           4

stęż równow            6-x             8-x                 4 + x                     4+x
                                               
ilość przereag.          x                   x                   -                             -
substratów

 ilość powstałych      -                     -                 x                           x
produktów

k =  1 = (4+x)(4+x)/(6-x)(8-x)
x= 1,45

O tyle zmieniło się (wzrosło) stężenie równowagowe produktu D.


Zad.6

Zmieszano 6 moli gazu X z 4 molami gazu Y w naczyniu o objętości 1dm3. Stan równowagi ustalił się gdy powstało po 3 mole produktów gazowych W i Z. Oblicz stała rownowagi, wydajność i ustal rzad reakcji. 

                                                     1 :   1               1:    1
                                                    X + Y <-----> W + Z
                                                     6     4               3     3

1. Z równania wynika, że reakcja przebiega ze stechiometrią 1:1, zatem patrzymy który składnik jest w niedomiarze ( tutaj Y) i taka ilość substratów nam przereaguje a produkty. Skoro 4 mole substratu reagują to powstają w równowadze również po 4 mole produktów, ale tutaj widzimy, że powstają tylko 3 mole. Wydajność była mniejsza od 100%.
2. Obliczamy wydajność

4- 100%
3-x
x=75%
  
Zad.7

Jaka jest wartość liczbowa stałej równowagi reakcji 
CH3COOH + C2H5OH <---> CH3COOC2H5 + H2O , jeżeli zawartość substancji w stanie równowagi wynosi : 1/3 mola kwasu , 1/3 mola alkoholu , 2/3 mola estru , 2/3 mola wody. Objętość przestrzeni 1dm3.
       
[CH3COOH] = 0, 33 mol/dm 3 (bo 1/3 mola : 1dm3)
[C2H5OH] =  0,33
[CH3COOC2H5] = 0,66
[H2O] = 0,66
     
       [CH3COOC2H5] [H2O]
K= ----------------------------
       [CH3COOH] [C2H5OH]
K=4


Matura maj 2011
Zad.14 i 15


W temperaturze 700 K stężeniowa stała równowagi reakcji opisanej równaniem: 
CO (g)+ H2O (g) ⇄ CO2 (g)+ H2 (g) 
ma wartość 9,0. Do reakcji tej użyto pary wodnej (H2O) oraz gazu syntezowego, czyli mieszaniny CO i H2, zamiast czystego CO. Reakcję prowadzono w układzie zamkniętym. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze 700 K stężenia CO, CO2, H2 były odpowiednio równe: [CO] = 0,3 mol/dm3, [CO2] = 6,3 mol/dm3, [H2] = 12,9 mol/dm3. Oblicz stężenie równowagowe pary wodnej w temperaturze 700 K.

                              CO                  H20                  CO2              H2
stan równowagi      0,3                30,1                       6,3              12,9

K=[H2][CO2]  :  [CO][H2O]
 

 H2O= 30,1 mol/dm3

Zad.15
Korzystając z podanych w informacji wartości stężeń równowagowych reagentów, oblicz i napisz, w jakim stosunku molowym występowały CO i H2 w gazie syntezowym użytym do realizacji opisanej przemiany.

Do reakcji użyto gazu syntezowego i pary wodnej, w reakcji powstało całe CO2 i część H2. A jak wiadomo ubytek substratu powoduje powstanie produktu.
Czyli ubyło 6,3 g CO, więc na poczatku musiało go być [CO] + [CO2] 0,3+6,3=6,6 mol/dm3
Z kolei wodór znajdował się na poczatku reakcji, a dodatkowo go przybyło w czasie reakcji, czyli
[H2] - [CO2] = 12,9-6,3=6,6 mol/dm3

nCO   6,6
---- = ----- = 1:1
nH2    6,6

Reguła przekory Le Chateliera Brauna, wydajność całkowita, krzem i jego związki

                                      Wydajność reakcji


 Wydajność reakcji chemicznej – stosunek masy produktu otrzymanego w wyniku reakcji chemicznej do teoretycznej jego masy obliczonego na podstawie współczynników stechiometrycznych równania tej reakcji i ilości użytych substratów.

                                                                         mp
                                                                W= -----  100%
                                                                         mt


Wydajność całkowita

        W1% * W2% ....

W =  -------------------

       100%

Zad.1

Przeprowadzono kolejno 2 reakcje, uzyskując następujące wydajności:
S + O2 -----> SO2 (95%)
2SO2 + O2 ----> (70%)
Oblicz całkowitą wydajność procesu. 

Wydajność sumaryczna wynosi:
W%=W1/100 * W2/100 *100%
W%=95/100 * 70/100 *100%=0,95*0,7*100%=66,5%  



                                                                            -*-




                                 Krzem i jego związki


Krzem jest niemetalem o metalicznym połysku.W temperaturze pokojowej krzem reaguje tylko z fluorem tworząc czterofluorek SiF₄. Z tlenem w podwyższonej temp. krzem tworzy SiO2. W podwyższonej temp. może reagować również z azotem, borem , magnezem, węglem. W roztworach zasad krzem rozpuszcza się z wydzieleniem wodoru: Si +2NaOH + H₂O Na₂SiO₃ + 2H_2.

SiO2 - krzemionka, tlenek krzemu IV to bezbarwne ciało stałe, jest tlenkiem kwasowym, reaguje z zasadami, ale nie rozpuszcza się w H2O i nie reaguje z H2O! Jedynym kwasem z jakim regauje jest kwas HF. W SiO2 przeważają wiązania jonowe i tworzy ona kryształy jonowe, ma dużą twardość i wysoką temp. topnienia. Krzemionka jest odporna na działanie kwasów, tlenu z powietrza i wody. Tworzy odmiany np. kwarc.

Reakcja z kwasem fluorowodorowym:
4HF + SiO2 ---> SiF4 + 2H2O

Z zasadami tworzy krzemiany:
                            T
SO2 + 2NaOH ------> Na2SiO3 + H2O

Na2SiO3 - krzemian sodu, szkło wodne. Sól ta jest rozpuszczalna w H2O, bo sole kwasu krzemowego pierwiastków I grupy (litowców) są rozpuszczalne, pozostałe nie są dlatego CaSiO3 już jest nierozpuszczalny!

SiO - tlenek krzemu II, charakter obojętny



                              
                                                                            -*-


             Reguła przekory Le Chateliera - Brauna


Jeśli na układ w stanie równowagi działa bodziec zewnętrzny zmieniający te stan, to w układzie następują przemiany zmniejszające skutki tego działania zewnętrznego.

Dla reakcji : A + B < ------> C + D stała równowagi ma postać:

          [C] [D]
Kc = --------
          [A] [B]



Wpływ czynników:

1) Zmiana stężeń substratów lub produktów na stan równowagi i wydajność

• Dodanie substratu (substratów) lub usunięcie produktu (produktów) spowoduje przesunięcie równowagi w prawo, w kierunku tworzenia produktu. Jednocześnie wydajność zwiększa się. W ten sposób układ dąży do zachowania stałości.

• Dodanie produktu (produktów) lub usunięcie substratu ( substratów) powoduje przesunięcie równowagi w lewo, w kierunku tworzenia substratu. Jednocześnie wydajność zmniejsza się.

2) Wpływ ciśnienia na stan równowagi i wydajność

Ciśnienie ma wpływ na stan równowagi tylko, gdy przynajmniej jeden z reagentów jest gazem i reakcja przebiega ze zmianą objętości. Oznacza, to że rozpatrując równanie czy zmiana ciśnienia zmieni nam równowagę, bierzemy pod uwagę tylko reagenty gazowe (indeksem g), a następnie weryfikujemy czy doszło do zmiany objętości, jeśli tak rozpatrujemy dalej. Gdy nie ma zmiany objętości ciśnienie nie ma wpływu a stan równowagi.

• Wzrost ciśnienia, gdy następuje zmniejszenie objętości, spowoduje nam wzrost stężenia ( bo gdy objętość maleje, to stężenie wzrasta). Większe ciśnienie spowoduje przesunięcie stanu równowagi w prawo, wydajność się zwiększy. Analogiczne zmniejszenie ciśnienia przy takim układzie, spowoduje wzrost objętości spadek stężenia, równowaga w lewo, wydajność się zmniejszy.

3H2 + N2 <-----> 2NH3
4v -----> 2V
korzystne jest podwyższenie ciśnienia

• Wzrost ciśnienia, gdy następuje wzrost objętości spowoduje przesunięcie równowagi w lewo i zmniejszenie wydajności. Analogiczne korzystniejsze jest tutaj obniżenie ciśnienia.

N2O4 <-----> 2NO2
    1v --------> 2v
korzystne jest obniżenie ciśnienia



3)Wpływ temperatury na stan równowagi, wydajność, stałą równowagi, szybkość reakcji

Rozpatrujemy czy dana reakcja jest endoenergetyczna ( H>0) czy egzoenergetyczna (H<0).

• Dla reakcji endoenergetycznych podwyższenie temepartury jest korzystniejsze i równowaga przesuwa się w prawo i wydajność reakcji się zwiększa.Stała równowagi zależy od temperatury i w tym przypadku rośnie. Analogicznie obniżenie spowoduje zmniejszenie wydajności.

• Dla reakcji egzoenergetycznych korzystniejsze jest ochłodzenie układu, równowaga przesuwa się w prawo i wydajność zwiększa się, zaś podwyższenie temperatury spowoduje przesunięcie równowagi w lewo i zmniejszenie wydajności, jednocześnie stała równowagi maleje ( bo powstaje mniej produktu, a więcej substratu patrz wyżej wzór na stałą równowagi). 

Wpływ temperatury na SZYBKOŚĆ reakcji - zasad jest prosta ZAWSZE WZROST TEMPERATURY PRZYSPIESZA REAKCJE (zarówno powstawania jak i rozpadu produktu jednocześnie ), niezależnie czy jest to reakcja egzo czy endo, przy czym jednocześnie wzrost szybkości reakcji nie pokrywa się ze wzrostem wydajności. Jak powyżej napisałam szybkość reakcji endoenergetycznej przy wzroście temperatury wzrośnie i wydajność wzrośnie. Szybkość reakcji endoenergetycznej przy wzroście temperatury rośnie, ale wydajność maleje!



4. Wpływ katalizatora na stan równowagi i szybkość reakcji

Katalizator nie ma wpływu na stan równowagi.
Ma wpływ na szybkość reakcji.
Obniża energię aktywacji, bierze udział w reakcji, ale na końcu wydziela się w niezmienionej postaci.

Matura czerwiec 2013 CKE
 
Zad.6

Otóż w podanym zadaniu trzeba było napisać równanie sumaryczne, to wystarczyło poskracać to co się da i przepisać. Widzimy, że właściwa reakcja zachodzi między nadtlenkiem wodoru w środowisku kwaśnym a jonami tiosiarczanowymi. Katalizatorem jest jod ponieważ, wydziela się o w etapie III w niezmienionej postaci. Produkty przejściowe (pośrednie) ,to każdy produkt reakcji elementarnej oprócz ostatniego, nazywany jest produktem przejściowym. Generalnie jeśli coś jest po prawej stronie i następnie po lewej w kolejnym etapie, to jest to produkt przejściowy :). W jednym etapie jest produktem, a w następnym substratem.

Zamkor 2012 marzec

Zad. 2 i 3

Moja rada, tego typu zadania są bardzo proste, ale łatwo popełnić w nich błąd. Sama przy rozwiązywaniu zagalopowałam się troszkę. Zawsze, ale to zawsze napisz najpierw konfigurację podstawową danego pierwiastka, zajmie to chwilkę, ale wtedy już na na pewno się nie pomylisz.
Po wypisaniu konfiguracji podstawowej mamy obraz z której powłoki najpierw odrywają się elektrony (pierwiastek nasz z zadania tworzy trój dodatni kation). Z powłoki ostatniej o najwyższej liczbie głównej kwantowej czyli z 4s (dwa elektrony się odrywają), a następnie z kolejnej ostatniej powłoki 3d (1 e- się odrywa). Tak otrzymujemy konfigurację kationu.

Natomiast w zadaniu trzecim zwróccie uwagę, że cząsteczka CS2 jest niepolarna. Zgodnie z zasadą podobne rozpuszcza się w podobnym będzie ona rozpuszczała się w związkach niepolarnych takich jak: CCl4, CO2, P4.
Inne przykłady rozpuszczalników niepolranych, to toluen, benzen, eter.

Polarne , to np. kwas octowy, metanol, etanol, aceton, woda.

                                                                                 -*-

 Zad.7 i 8

W zadaniu siódmym mamy mały haczyk.
 Pamiętajcie, że wzrost temperatury zawsze oznacza wzrost szybkości reakcji (syntezy i rozpadu jednocześnie), ale nie zawsze oznacza wzrost wydajności!  
 Dla reakcji egzoenergetycznej korzystniejsze jest ochłodzenie układu, wówczas następuje wzrost wydajności, równowaga przesuwa się w prawo, gdy ogrzejemy w lewo, a wydajność zmaleje.

Zatem pasującą odpowiedzią i poprawną jest odpowiedź D : gdyż wydajność się zmniejszy, ale szybkość zarówno syntezy jak i rozpadu wzrośnie, bo ogrzewamy układ, niezależnie czy reakcja endo czy egzo, przy ogrzewaniu wzrośnie.

Zad.8

Mamy ustalić równanie kinetyczne. Nie patrzymy na równanie podane w treści, lecz interperetujemy wartości w tabeli.

1.Ustalamy ogólne schematyczne równanie
v = k*[A]^n*[B]^m

2.Patrzymy na tabele
 W pierwszym przypadku stężenia A i B są równe , to szybkość wynosi x. (v1)
Teraz zmienimy stężenie substratu A, a B pozostawimy bez zmian i szybkość wzrośnie nam 8razy. (v2)
W trzecim przypadku zmieniany stężenie B , przy stałym A i szybkość wzrasta dwa razy. (v3)

3.Teraz szybkość v2 i v3 porównamy z wyjściową v1. 

v2       k [ 0,4]^n [0,2]^m              n         n
--- = ------------------------------- = 2         2  = 8 => n=3
v1      k [ 0,2]^n [0,2]^m
 
Obliczyliśmy wykładnik dla substrartu A.

v3     k [ 0,2]^n [0,4]^m       m              m
--- = -------------------- = 2                2   = 2  => m=1
v1     k [ 0,2]^n [0,2]^m

Obliczyliśmy wykładnik dla B.

Odp. v = k*[A]^3*[B]


                                                                                   -*-


 Zad. 11

a) Odp. R40 = 62g/100g H2O
             R70 = 138g/100g H2O  mogą być drobne różnice +/- stopień w waszych wynikach

b) 1. Najpierw policzymy ile soli znajduje się w 150g roztworu w 70 stopniach.

138g soli - 100g wody - 238g r-ru
xg soli -------------------- 150g r-ru
x=87g soli

2. Obliczymy masę soli w 150g r-ru

150- 87= 63 g H2O

3.Teraz policzymy ile maksymalnie możemy rozpuścić soli w 63g H2O w 40 stopniach

62g soli - 100g H2O
xg soli   -  63g H2O

x= 39 soli tyle się rozpuści

4.Obliczamy ile soli się nie może rozpuścić, czyli wykrystalizuje.

87g - 39g = 48 g soli wykrystalizuje


                                                                                   -*-
             

 Zad.16

 To zadanie jest prościutkie, ale nie dajcie się nabrać. Trzeba uważnie patrzeć! W pierwszym przypadku widzimy, że anodę stanowią jony chromu, czyli on redukują katodę (którą jest żelazo), ale w zadaniu napisano, że redukują jony Cr3+, a te nie mogą się już utlenić dlatego nie jest możliwe. Gdyby napisano jony Cr2+ byłoby okej, bo chrom by się utlenił, a żelazo zredukowało.
Drugie zdanie powinno być clear.
Czytać uważnie i patrzeć na wszystkie znaczki, indeksy itp!

         
                                                                                           -*-

Zad. 27

 Podpunkt b mógł wam sprawić nieco trudności, otóż bardzo często na maturze pytają o hydrolizę kwasową i zasadową związków organicznych pierścieniowych. Zapamiętajcie, że hydroliza kwasowa zachodzi tak naprawdę z udziałem wody, a kwas jest środowiskiem dla reakcji (nad strzałką kwas, dodajemy wodę).
W środowisku kwaśnym nie reaguje grupa karboksylowa (pochodząca od kwasu), lecz może reagować część estru od alkoholu. W grupie estrowej -O-C-CH3 odłącza się reszta którą zaznaczyłam na kolor, a do
                                                                         "
                                                                        O

tlenu przyłącza się wodór tworząc grupę OH (alkohol) , natomiast z cząsteczki pozostało nam jeszcze OH i to przyłącza się do reszty kwasowej estru tworząc kwas. Koniec.


                                                                                           -*-

Zad.30 

 1. Obliczymy ile gram kwasu znajduje się w danej liczbie moli

1mol kwasu etanowego - 60g
                 0,5015mola - xg
                                        x=30,09g kwas (masa substancji)

2. Obliczymy ile gram roztworu zawiera wyliczoną masę kwasu, aby roztwór był 3%.

       3g  -  100g r-ru
30,09g  -   xg r-ru
                 x= 1003g r-ru

3. Obliczamy gęstość 3% kwasu w 1dm3 (1000cm3)

       1003g
d= ---------   = 1,003 g/cm3
       1000cm3


       ******************************************************************


Przekąską na poprawienie myślenia :)
Sałatka ,,vitality''

-garść listków roszponki i rucoli
-pół pomidora pokrojonego na kawałeczki
-kilka plasterków świezego ogórka
-garstka dowolnych kiełków
-ser feta
-kilka orzechów włoskich
-pół banana

A do tego herbatka z miłorzębem, tą na zdjęciu dorwałam w TK Maxx.

 

Iloczyn rozpuszczalności, rozpuszczalność molowa

 Zdania na iloczyn rozpuszczalności, rozpuszczalność molową, wytrącanie osadów jest zawsze na maturze. 
Dzisiaj wszystko w małej pigułce.



Czym jest iloczyn jonowy i iloczyn rozpuszczalności?


1 Iloczyn jonowy -  to iloczyn stężeń molowych kationu i anionu w roztworze elektrolitu. Iloczyn jonowy możemy opisać jako Kj. Dotyczy on roztworów nienasyconych. Mówi nam jakie jest łączne stężenie jonów.
                     H2O
np. AgNO3 ---->  Ag+ + NO3-

 Kj= [Ag+] * [NO3-]

              H2O
K2CO3----> 2K+ + CO32-
Kj= [K+]^2 * [CO32-]


2. Iloczyn rozpuszczalności (Ir lub Kso) - opisuje iloczyn jonowy w roztworze nasyconym, wartość iloczynu danego elektrolitu jest stała w danej temperaturze. Kso pozwala nam obliczyć stężenie molowe jonów z roztworze nasyconym. Po przekroczeniu wartości Kso następuje strącenie osadu. Im większa Kso, tym lepiej rozpuszczalna. Im mniejsza jest wartość iloczynu rozpuszczalności, tym trudniej rozpuszczalna sól, bo łatwiej wytrąca się w postaci osadu.


3. Efekt wspólnego jonu - dodanie elektrolitu o wspólnym jonie do nasyconego roztworu danej soli spowoduje częściowe wytrącenie tej soli na skutek zmiany stężenia drugiego jonu i przekroczenia iloczynu rozpuszczalności. Jeżeli do roztworu słabo rozpuszczalnego związku dodamy mocny elektrolit o jonie wspólnym z ta słabo rozpuszczalna substancja to zawsze nastąpi zmniejszenie rozpuszczalności tej słabo rozpuszczalnej substancji. Przykład do wodnego roztworu wodorotlenku glinu dodano nieco chlorku glinu: efekt-nastąpi zmniejszenie rozpuszczalności wodorotlenku glinu i wytracanie się osadu.


Czym jest rozpuszczalność molowa?

4. Rozpuszczalność molowa (s) -  to ilość moli substancji rozpuszczona w 1dm3 rozpuszczalnika, jest w zasadzie stężeniem molowym. Mówi ile moli się rozpuszcza w 1dm3. Im większy iloczyn molowy (s), tym lepiej rozpuszczalny elektrolit, czyli tym trudniej wytrąca się osad.
Zastosowanie np. porównanie rozpuszczalności soli o różnych typach budowy np. AgCl i PbCl2. Te dwie sole mają różną budowę, ich Kso ma różny wzór, dlatego musimy tutaj zastosować rozpuszczalność molową, aby je porównać nie Kso (bo mają różne wzory Kso).

           +H2O
AgCl-------> Ag+ + Cl-              Kso= [Ag+] [Cl-]

    s    <------   s         s                            s   *  s   = s^2

               +H2O
PbCl2  --------->  Pb2+ + 2Cl-          Kso= [Pb2+]  [Cl-]^2 
    s        <--------   s            2s                        s     *    (2s) ^2 = 4s3

Po wyliczeniu s dla obydwóch soli , możemy porównać która jest lepiej rozpuszczalna (ta której s jest większe).

Ponadto rozpuszczalność molową zastosujemy dla wyliczenia stężenia jonów dla substancji dysocjujących na pewną ilość kationów i anionów, gdy mamy podany tylko iloczyn rozpuszczalności, a nie znamy stężeń! We wszystkich pozostałych przypadkach nie stosujemy rozpuszczalności molowej.

CaSO4 <----> Ca2+ + SO42-         Kso=[Ca2+]*[SO42-]      s                   s           s                             s         s  = s^2
Ag2S -----> 2Ag+ + S2-               Kso= [Ag+]^2 [S2-]
     s    <----    2s         s                              2s      *    s = 4s3


 Zapamiętaj, że Kj dotyczy roztworów nienasyconych, 
Kso i s nasyconych.



Zadania dla was do rozwiązania :).

Zad.1

Oblicz stężenie jonów Ag+ w nasyconym roztworze AgCl, jeśli Kso= 1,6* 10-10

Zad.2

Oblicz stężenie jonów Ag+ w nasyconym roztworze Ag2S, jeśli Kso=4*10-48

Te dwa zadania zestawiłam specjalnie, abyście poczuli różnicę kiedy stężenie jonów możemy wyliczyć z Kso, a kiedy z s, gdy nie znamy stężeń jonów.

Zad.3

Czy straci się osad PbCl2, jeżeli do 200cm3 0,01 molowego roztworu Pb(NO3)dodamy 800 cm3 0,02 molowego NaCl? Ir PbCl2 = 1,6 * 10-5?

v= 0,8dm3 + 0,2dm3 = 1dm3

1.Obliczamy stężenie jonów Pb2+ oraz Cl-
v Pb(NO3)2 = 0,2dm3
C Pb(NO3)2 = 0,01 mol/dm3
 KsoPbCl2 = [Pb2+][Cl-]^2 = 1,6 * 10^-5

nPb2+ = 0,01* 0,2= 0,002mol

[Pb2+]=0,002 mol/dm3

vNaCl= 0,8dm3
CNaCl= 0,02mol/dm3

 nCl- = 0,016mol
CCl- = 0,016mol/dm3

2. Podstawiamy do wzoru wyliczone wartości

Kso PbCl2 = [Pb2+] [Cl-]^2
                          
0,002 * (0,016) ^ 2 = 5,12 * 10-7 wyliczona wartość jest mniejsza niż Ir zatem osad nie wytrąci się.




*****************************************************************************



Zadania typu: wypisz jony znajdujące się w roztworze :)
Bardzo częste.

Zad. 4

Do próbówki z wodnym r-rem Ca(NO3)2 dodawano nadmiaru Na2CO3. Wypisz jony znajdujące się w tym roztworze. 

Ca(NO3)2 + Na2CO3 ----> 2NaNO3 + CaCO3 (osad)
Ca2+ + 2NO3- + 2Na+ + CO32- -----> 2Na+ + 2NO3- + CaCO3 (osad)

Odp. Na+ , NO3-, CO32-

Zad.5


Jakie cząsteczki i jakie jony znajdują się w wodnym roztworze kwasu siarkowego? jakich jonów jest najwięcej? jakich jonów zawierających siarkę jest najwięcej?

W roztworze kwasu siarkowego (VI) mamy trzy rodzaje jonów:
 H⁺ (kation wodorowy), HSO₄⁻ (anion wodorosiarczanowy (VI) oraz SO₄²⁻ (anion siarczanowy (VI).
W niewielkiej ilości występują również cząsteczki kwasu siarkowego (VI) niezdysocjowane: H₂SO₄.
Najwięcej jest oczywiście kationów wodorowych, które powstają na każdym etapie dysocjacji tego kwasu:

H₂SO₄ -> H⁺ + HSO₄⁻
HSO₄⁻ -> H⁺ + SO₄²⁻

Jonem zawierającym siarkę, którego jest najwięcej to jon wodorosiarczanowy (VI), ponieważ powstaje on w I etapie i częściowo przechodzi w etap drugi, ale jest go mniej niż H+ bo powstaje tylko w jednym etapie i jednocześnie więcej, niż SO4 2-.
Najmniej jonów jest SO4 2-. Zaś jeśli chodzi o cząsteczki najmniej H2SO4.

Zatem układając joy od największej ilości do najmniejszej w tym roztworze otrzymamy:
H+, HSO4-, SO42-