Veszprémi Tamás

Általános kémia

Negyedik, átdolgozott kiadás

4. kiad.


8. fejezet

 
  1. Mivel Ks=9, a sav erős.
  2. 2. 5,48·10–17 M
  3. lgKap/2 =11,85.
  4. A Cl3C-csoport erős elektronvonzó hatása miatt a karboxilcsoport könnyebben ionizálódik, mint a „sima” ecetsavban.
  5. A savasság a következő sorrendben nő: HOCl<HClO2<HClO3<HCl< HClO4.
  6. A proton sav, a víz az elektrondonor bázis, mely datív kötéssel kapcsolódik a protonhoz. A keletkező hidroxónium-ion egy komplex, melyben az oxigén a pozitív centrum:
  7. Semennyire! Az NH4Cl savasan hidrolizál, tehát a pH-ja 7-nél kisebb.
  8. A kérdés helytelen! A Brønsted–Lowry-elmélet lényege, hogy a savasság- bázikusság relatív, és a partnertől függ. Mindazonáltal az NO-nyilvánvalóan nem lehet sav, és elég valószínűtlen, hogy a CH4 savként viselkedjen.
  9. PH3, Cl, CO.
  10.  
  11. Uszanovics elmélete szerint a Zn elektrondonor, tehát bázis, a sósav protondonor, tehát sav.
  12. pH = 3
  13. pH = 0,46
  14. pH = 1,60
  15. pH = 3,17
  16. 8,3·10–15M, 4,3·10–15M, 2·10–10M, 1,7·10–12M.
  17. pH = 5,99
  18. pH = 6,79
  19. pH = 7
  20. pH = 8,01
  21. pH = 7,21
  22. pH = 7
  23. A szénatomok számának növekedésével a saverősség csökken.
  24. Mivel a HF protonszintje magasabban van, mint a HCN-é, a HF az erősebb sav. A relatív saverősség úgy bizonyítható, hogy ugyanazzal a bázissal (pl. vízzel) reagáltatjuk a két savat, és megmérjük a két reakció egyensúlyi állandóját. Amelyik savé nagyobb, az az erősebb sav.
  25. HBr, H3AsO4, H2S, HClO3, CH3COOH.
  26. OH, Br, , CH3NH2, .
  27. Az OH-ion.
  28. A reakció során a CH3COOH és az képviselik a savakat. A reakció azt mutatja, hogy a rendszerben található legerősebb sav az ecetsav. Miután a reakció végbement (a nyíl nagymértékben a végtermékek irányába tolódott el), már csak egy sav, az és egy bázis, a CH3COO van jelen.
  29.  
  30.  
  31. , PH3, , CH3O, HSe, , , [Co(NH3)5(OH)]2+, [Fe(OH)(H2O)5]+, a -nek nincs konjugált bázis párja.
  32. H2SO4, a -nek nincs konjugált sav párja, , CH3OH2, a H2Se-nek nincs konjugált sav párja, H2CO3, , C5H5N, , , HCo(CO)4.
  33. Mivel a CH3OH autoprotolízisre képes: , a legerősebb sav a , míg a legerősebb bázis a .
  34. , , , , , , , , az -nak nincs konjugált bázis-párja.
  35. , , , , , a -nek nincs konjugált sav-párja, OH.
  36. Az Ag+, Ni2+, Pt4+ kationok, tehát Lewis-savak, a H2O az oxigén elektronpárja révén bázis. Az , SO2, SO3 Lewis-savak, míg az ion bázis.
  37. Nem is rossz gondolat! A HF valóban Lewis-bázisként viselkedik pl. amikor hidrogénkötéseket képez (lást a 11.5.2. pontot). Ugyanakkor kémiai reakcióiban a HF komplexnek tekinthető, mely valamilyen Lewis-bázissal reagálva F bázist formál. Pl. HF + H2O = F– + H3O+
  38. Első lépésben a metánból kation lesz:
    CH4 + H+
    A képződő karbokation a metánnal továbbreagál:
  39. Lewis-savak a következők: HBr, BF3, CO2, Zn2+, HBr. A reakciópartner a Lewis-bázis.
  40. A b), e) és g) reakciók redox folyamatok, tehát nem sav-bázis reakciók.
  41. Az a) és d) reakciók nem Brønsted sav-bázis reakciók.
  42. a) Mindkét reaktáns sónak tekinthető, melyek egy metatézis reakcióban ki- cserélik bázisaikat. Ha azonban a vizes oldatot tekintjük, melyben ionok vannak csupán, az értelmezés egyszerűbb. Ekkor a H+ sav és az OH bázis reakciójából keletkezik a H2O komplex.
    b) Az AlCl3 Lewis-sav, az AsCl3 Lewis-bázis. A képződő Cl3Al–AsCl3 komplex.
    c) Az AsF3 az és az F komplexének tekinthető, mely az erős SbF5 Lewis-savval reagál.
    d) Az NaCl komplexnek tekinthető, mely az SnCl2 savval reagál.
  43. A foszforvegyületek magányos elektronpárjuk következtében általában Lewis-bázisként viselkednek. Jelen esetben azonban a foszforhoz kapcsolódó nagyméretű pentafluor-fenil csoportok stabilizálják a vegyületet, míg a negyedik, fluor-szubsztituens a foszfort erősen elektronvonzóvá, vagyis erős Lewis-savvá (S) teszi. Ez reagál az alkil-fluoriddal, mely a reakcióban egy S1–B komplexként viselkedik (ahol S1 a gyenge Lewis-savat képviselő alkil-csoport, B pedig a bázis). A reakció tehát a következő:
    S + S1–B = S–B + S1
  44. A karbén Lewis-bázisként, a fullerén Lewis-savként viselkedik.
  45. Az etánból képzett kationban az ion nagyobb mérete miatt a töltés jobban szétoszlik, ezért az ion stabilabb, így kisebb a savállandó.
  46. 2NH4Cl+ Ca(OH)2= CaCl2+ 2H2O+ 2NH3A reakció lényege az ammóniumion (sav) és az OH– ion (bázis) reakciója az alábbiak szerint:
  47. A Lewis-bázis ammónia reagál a komplex t-butil-jodiddal. Az eredmény egy újabb komplex, valamint egy új bázis, az I
  48. A Brønsted-elmélet segítségével nem jutunk eredményre, hiszen az SbF5 nem sav és nem bázis. Ugyanakkor a Lewis-elmélet szerint az erős sav, míg a HF egy sav () és egy bázis () kapcsolatából kialakult komplex. A reakció végeredménye egy új sav és egy új, stabilis komplex (). Az új sav () sok- kal erősebb, mint a kezdeti, ezért az elegy savassága nagymértékben megnőtt.
  49. A BF3, AlF3, SiF4, PF5 molekulák Lewis-savak, melyek képesek elektronpár fogadására. A CF4, NF3, SF6 nem Lewis-savak.
  50. Ebből M, és pH = 3,43.
  51. Igen, sav-bázis reakció. Az egyik vízmolekula játssza a sav, a másik a bázis szerepét.
  52. A víz savakkal és bázisokkal is reagál, az első esetben bázisként, a másodikban savként. Autoprotolízise során az egyik vízmolekula játssza a sav, a másik a bázis szerepét – vagyis a víz amfoter.
  53. Be(OH)2 + 2 HCl = BeCl2 + 2 H2O
    Be(OH)2 + 2 NaOH = Na2[Be(OH)4]
    PbO + 2 HCl = PbCl2 + H2O
    PbO + 2 NaOH + H2O = Na2[Pb(OH)4]
  54. A tömény kénsav autoprotolízise új ionforrást jelent:
  55. A salétromsav önmagában nem képes a nitrálásra, viszont a jóval erősebb kénsav jelenlétében bázisként viselkedik:
    A reakcióban a salétromsav formálisan bázisként az alábbi módon ionizálódik:
    A keletkező nitróniumion () a HNO3-nál erősebb sav, mely már képes a nitrálásra.
  56. Például:
  57. Mivel tudjuk, hogy a H2SO4 első disszociációja teljes, a feladat helyes megoldása nem lehet más, csak a harmadik sorrend.
  58. A 7.5. táblázat adatai alapján a 4. sorrend a nyerő.
  59. O2S–Sb(CH3)3
    Na+ + [PF6]
    H2S2O7
    (CH3)3P–BI)3 + (CH3)2N–BCl3
    CH3HgCl + HI
    H2S–SbF5
    K+ + [SbCl3]
  60. Mg(OH)2 > (CH3CH2)3N > (CH3)2NH > NH3 > H2O > CN > CH3COO.
  61. , , és Ks·Kb = = Kv = 10-14.
    Kb = 2,04·10-5
  62. A CH3COOH a leggyengébb, a Br3CCOOH a legerősebb sav. Mivel a bróm elektronegativitása nagyobb a hidrogén elektronegativitásánál, a Br3C-csoport erős elektronvonzása a Br3CCOO- ion negatív töltését eloszlatja az egész csoporton, ezért ez az anion a legstabilisabb. Ennélfogva a Br3CCOOH a legerősebb sav.
  63. Mivel a HCN sokkal gyengébb sav mint a HNO2 (ld. 7.5. táblázat), a reakció a felső nyíl irányába tolódik el, az a hosszabb.
  64. A reakció formálisan egy Brønsted-Lowry féle sav-bázis reakció. A hidratált [Cu(H2O)6]2+ kation a reakcióban Brønsted-savként, a vízmolekula bázisként működik.
  65. A szulfit-ion bázis-jellege jól látható az alábbi reakcióból:
    Mivel a kénsav nagyon erős sav, a konjugáltbázis-párja, a szulfát-ion nagyon gyenge bázis. Ezért bázis jellege csak a kénsavnál erősebb savakkal való reakciókban válna láthatóvá.
  66. 100 g tömény sósav 36 g, azaz 0,986 mol HCl-t tartalmaz, és 11,64 mólos. Figyelembe véve, hogy α = 0,6, a H3O+ ionok koncentrációja 6,98 mól/l. Ebből pH = −0,84.
  67. Vizes oldatban a sósav jóval gyengébb savként viselkedik valamilyen adott bázishoz képest, mint ecetsavban, mivel a CH3COOH2+/CH3COOH protonszint magasabban van a szabadentalpia-skálán, mint a H3O+/H2O szint, és a sav-bázis erősség a reaktánsok protonszintjei közötti különbségtől függ. Egy adott oldat vezetőképessége viszont az oldatban található ionok koncentrációjával arányos, ami 10 %-os vizes oldatban gyakorlatilag 100 %, a 10 %-os ecetsavban viszont sokkal kisebb. Ezért ecetsavban az elektromos vezetőképesség kisebb, mint vizes oldatban.
  68. Ha a szürke gombócot egy hidrogénionnak tekintjük, az ábra egy fél Brønsted-Lowry féle sav-bázis reakció. A teljes “reakcióegyenlet” ezek szerint a következő:
  69. nincs reakció
  70. a/ jobbról balra
    b/ balról jobbra
    c/ balról jobbra
    d/ jobbról balra
    e/ jobbról balra
  71. H2O: b, BeCl2: s, AlCl3: s, PCl5: s, [SiCl6]2- : b-, P4O10: s, CH3OH: b, SO2: s, OH-: b, Cr3+: s, a CCl4 nem tekinthető sem savnak, sem bázisnak.
  72. 1. [CO3]2- + SO3 = [SO4]2- + CO2 : komplex + sav = új komplex + új sav
    2. HCl + H2O = H3O+ + Cl- : komplex + bázis = új komplex + új bázis
    3. NH3 + H2O = NH4+ + OH- : bázis + komplex = új komplex + új bázis
    4. [Ag(NH3)2]+ + 2CN- = [Ag(CN)2]+ + 2NH3 : komplex + bázis = új komplex + új bázis
    5. Al3+ + 6H2O = [Al(H2O)6]3+ : sav + bázis = komplex
    6. CaO + CO2 = CaCO3 : bázis + sav = komplex
  73. Tiszta vízben: H3-CH2-COO-, azaz kétszeres ion, ún. zwittwrion szerkezetű. Ha savat adunk hozzá:
    H3O+ + H3-CH2-COO͞͞ H3-CH2-COOH + H2O.
    Ha viszont lúgot adunk hozzá:
    OH¯ + H3-CH2-COO͞͞ H2N-CH2-COO͞ + H2O
  74. H2N-(CH2)4CH(NH2)COOH + H3O+ H2N-(CH2)4CH(NH3)+COOH + H2O
    H2N-(CH2)4CH(NH3)+COOH + H3O+ H3N+-(CH2)4CH(NH3)+COOH + H2O
    H2N-(CH2)4CH(NH2)COOH + OH- H2N-(CH2)4CH(NH2)COO ¯ + H2O
  75. a/ Lewis-sav, b/ Lewis-bázis, c/ komplex, melyből a butilanion a bázis, a Li+ a sav, d/ komplex, melyből az AlCl3 a sav, a Cl- ¯ a bázis, e/ komplex, melyből az Na+ a sav, a bázis.
  76. Nekiállhatunk számolgatni az egyensúlyi pH-értékeket, de ha valaki figyelmes volt, a 7. fejezet alapján könnyedén és azonnal megadhatja a választ. A 7.26. feladat megoldása szerint az NaHCO3 pH-ja 8,4, a 7.12. ábra szerint az NaH2PO4-é 4 körüli, míg az Na3PO4-é 13 fölötti érték. A legsavasabb tehát az NaH2PO4, a legbázikusabb pedig a Na3PO4.
  77. H3O+
  78. pKs = -63! Vagyis a HeH+ sokkal erősebb protonsav lenne, mint a karboránsav-származékok, vagy bármely egyéb ismert anyag!
  79. 100 ml, pH=1. Reméljük, csak véletlenül tévedt a szeme a megoldáshoz!
 

Általános kémia

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

Nyomtatott megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 664 114 6

A kémiának számos ága létezik (szerves, szervetlen, fizikai, analitikai, bio- és polimer-kémia stb.), de általános kémia nevű diszciplínát nem ismerünk. Mégis: a General Chemistry, Allgemeine Chemie, Общая химия kifejezések jól ismertek az egész világon. A világ minden részén százszámra találhatók ilyen címmel könyvek, és aligha van olyan egyetemi kémia fakultás, ahol ez a tantárgy ismeretlen. Az általános kémia kurzusok és könyvünk célja az, hogy az olvasó középiskolából hozott kémiai ismereteit olyan szintre segítse, amelyre a fenti szaktárgyak alapozhatnak. Feladata az alapfogalmak definiálása, mintegy a kémiai nyelv alapszókincsének megismertetése, a fontosabb fizikai és kémiai jelenségek és összefüggések megvilágítása.

A könyv több – tipográfiailag is elkülönített – szinten használható. Anyaga a középiskolai kémiától elvezet az egyetemek másod- és harmadéves fizikai kémia tárgyáig. A fontos jelenségek mellé a haladók számára mélyebb magyarázatokat mellékel, melyeket a kezdők nyugodtan átugorhatnak anélkül, hogy ez gátolná a fő gondolat-menet megértését. Az olvasót számos érdekesség, tudománytörténeti kitekintés, rengeteg színes ábra, fénykép és több száz kidolgozott példa is segíti.

Könyvünk elsőrendű célja tehát adott: bevezetés vagy inkább átvezetés a felsőfokú kémiába. A megcélzott olvasókör is adott: érdeklődő középiskolásoknak éppúgy szól, mint első- és másodéves, kémiát tanuló egyetemi hallgatóknak. Emellett ajánlható a középiskolák kémiatanárainak is: számos, a középiskolákban is könnyen használható anyagot tartalmaz – másként, mint ahogyan a középiskolákban általában tanítani szokás. Végül, de nem utolsósorban ajánljuk a könyvet mindazoknak, akik bármikor, bármilyen szinten belekóstoltak vagy belemerültek a kémia izgalmas világába.

Hivatkozás: https://mersz.hu/altalanos-kemia-uj//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave