Kiedy kwas jest słaby? (Jak stopień dysocjacji jest mniejszy niż 5% i czy jakaś stała też ? )

Kiedy kwas jest słaby? (Jak stopień dysocjacji jest mniejszy niż 5% i czy jakaś stała też ? )

Nie ma ścisłej definicji mocnych/słabych kwasów w kontekście Arrheniusa. Nawet książkowa definicja mocnych kwasów jest naciągana (nie tylko w roztworach wodnych). Ponieważ stopień dysocjacji kwasu słabego rośnie wraz z rozcieńczeniem, osiągając w granicznym przypadku alfa = 100% (słaby kwas staje się „mocnym”), to widać, że co najmniej w definicji książkowej należałoby coś zmienić. W renomowanych czasopismach edukacyjnych wielu autorów przedstawiało swoje propozycję zero-jedynkowego podziału na mocne i słabe kwasy (ja też swoją miałem opartą na matematycznej pochodnej – zdrowo pojechałem z analizą w szerokim zakresie stężeń😆), ale nigdzie na świecie nie zainteresowało się tym grono pedagogów. Zostawiając bezużyteczną definicję książkową (mocny kwas, to taki, który w niezbyt stężonym roztworze jest całkowicie zdysocjowany na jony) zapamiętaj listę arbitralnie przyjętych mocnych kwasów, a reszta „pospolitych” kwasów to kwasy słabe.

Czy jest różnica między wyrażeniem stężenia molowego w nawiasie kwadratowym, np. [X], a wyrażeniem jako Cx z indeksem dolnym?

Wyrażenia w nawiasach kwadratowych są liczbowymi wartościami stężeń molowych, aby użyte w wyrażeniach na stężeniowe stałe równowag „dawały” stałe Kc jako wartości niemianowane. Stężenia wyrażone literką C to już „pełnoprawne” stężenia molowe, wyrażające wartość liczbową i jednostkę mol/dm3. Jeśli przez X oznaczymy pewną substancję, której wartość stężenia molowego, np. 2,5 jest obecna w jakimś wyrażeniu na stałą równowagi to:

[X] = Cx/Co

gdzie Co – umowne standardowe stężenie molowe równe 1 mol/dm3.

Tak więc:

Cx = 2,5 mol/dm3

Co = 1 mol/dm3

[X] = Cx/Co = (2,5 mol/dm3)/(1 mol/dm3) = 2,5 (bez jednostki)

Podsumowując, oznaczenia [X] powinny być używane w wyrażeniach na stałe równowag, a Cx we wszystkich innych przypadkach, np. w równaniu kinetycznym, zadaniach obliczeniowych, gdzie oblicza się np. stężenie molowe itp.

Dlaczego wśród izomerycznych amin i amidów (nieposiadających dodatkowych ugrupowań w strukturze) III-rzędowe aminy oraz amidy mają niższe temperatury wrzenia?

W strukturach III-rzędowych amin i amidów nie ma atomów wodoru przyłączonych do silnie elektroujemnego atomu azotu, stąd nie mogą one tworzyć pomiędzy własnymi cząsteczkami wiązań wodorowych (tylko słabe oddziaływania van der Waalsa). W odróżnieniu od nich, pomiędzy cząsteczkami I i II-rzędowych amin i amidów ze względu na obecność wiązania N-H mogą się tworzyć międzycząsteczkowe wiązania wodorowe, stąd izomeryczne I- i II-rzędowe aminy i amidy mają wyższe temperatury wrzenia.

Czy rozpisujemy hydrolizę osadów ?

Domyślnie, bez informacji wstępnej nie spotkasz się z takim zadaniem na maturze. Jeśli jednak Cię to interesuje, to trzeba tutaj zaznaczyć, że mała ilość tzw. trudno rozpuszczalnej soli ulegnie rozpuszczeniu i podlega wszystkim prawom, którym podlegają sole łatwo rozpuszczalne w wodzie, a więc np. hydrolizie. Należy przy tym pamiętać (prawdopodobnie chodzi o CaCO3), że różne fazy krystaliczne mają różne właściwości fizykochemiczne – oznacza to mniej więcej tyle, że jeżeli masz w kuchni blat marmurowy (główny składnik CaCO3), to jak wylejesz na niego wodno-alkoholowy roztwór fenoloftaleiny to nie zabarwi się on na malinowy kolor. Jednak jak wykazano eksperymentalnie dodatek wodno-alkoholowego roztworu fenoloftaleiny do nasyconego, wodnego roztworu CaCO3(aq) pozostającego w równowadze z osadem CaCO3(s) zabarwia zawartość probówki na różowo.

Czy oddziaływania van der Waalsa mają charakter niekierunkowy?

Zależy, o którą składową pytamy, bo na siły van der Waalsa składają się:

  • siły Keesoma,
  • siły Debye’a
  • siły Londona.

Siły Keesoma (dipol trwały-dipol trwały) są względnie kierunkowe, siły Londona bezkierunkowe (ala wyindukowane pole elektryczne centralne) z dokładnością do fluktuacji kwantowych.

Czy można powiedzieć, że NaOH jest solą wody?

Pojęcie soli wywodzi się z teorii Arrheniusa. Definicji IUPAC z Gold Book nie należy traktować poważnie, cytując: „A chemical compound consisting of an assembly of cations and anions”, bo oznaczałoby to, że wszystkie związki jonowe to sole. Nawet alkoholanów nie nazywa się solami, tylko związkami „typu soli”. A najbardziej szkodliwe dydaktycznie jest „wkręcanie” pojęcia soli do teorii Brønsteda. Nie ma czegoś takiego w teorii Brønsteda jak Sól. Tylko niektóre związki, które są powszechnie określane solami są jednocześnie „agregatami” kwas-zasada z punktu widzenia teorii Brønsteda. Jeszcze śmieszniej jest w innych teoriach kwasowo-zasadowych. Reasumując, napisz na maturze, że: „NaOH jest solą wody”, a masz ZERO gwarantowane.

Czy tylko alkohole posiadające w swej strukturze dwie grupy hydroksylowe -OH przy sąsiednich (wicynalnych), alifatycznych atomach węgla ulegają tej próbie, w której następuje roztwarzanie niebieskiego, galaretowatego osadu Cu(OH)2? dają szafirowy, klarowny roztwór?

Tak, wśród związków alifatycznych i nasyconych tylko dwie grupy hydroksylowe we względnej pozycji 1,2-diol tworzą z Cu(OH)2 w środowisku alkalicznym trwałe, szafirowe, klarowne roztwory.  1-3-diole-, 1,4-diole-, oraz inne nie dają pozytywnego wyniku tej próby. Nawet pozytywnego wyniku tej próby nie dają niektóre enodiole, np. Witamina C, która wykazuje silniejsze właściwości redukujące. Pozytywnego wyniku tej próby nie daje też o-hydroksyfenol. Sprawdzone eksperymentalnie!

error: To dzieło jest chronione prawem autorskim!!