|
 |
|
Poštovani, molim Vas za pomoć oko par nejasnoća.
1. Možete li mi na najbanalniji način objasniti što se događa u sustavu kad je on u ravnoteži? Znači li to da su molekule pasivne,da nema interakcije budući da su im koncentracije stalne? Ili ipak ima interakcije budući da se unazadna i unapredna brzina izjednače(tj. brzina postoji,onda očito postoji i neka promjena u sustavu).
2.U udžbeniku piše da za Bronsted-Lowryjeve konjugirane kiselo-bazne parove vrijedi: Ka x Kb=Kw. Možete li dati koji primjer za ovu jednakost(primjer s kiselo-baznim parovima)?
3.Je li umnožak oksonijevih i hidroksidnih iona u svim vodenim otopinama(bile one npr. poliprotonske ili monoprot.kiseline ili bilo koje baze) uvijek jednak Kw pri 25 stupnjeva?
Hvala!!!
|
|
Ime i prezime:
Anamaria Vidović
avidovic98@gmail.com
|
 |
 |
Kad je neki kemijski sustav u ravnoteži, zbir svih promjena koje se u njemu zbivaju ostavlja taj sustav istim. Dakle, nešto se događa, ali ukupno se ne događa ništa (svaka sličnost s politikom posve je slučajna). Sustav u kojemu se ne zbivaju nikakve promjene može, ali ne mora biti u ravnoteži. Recimo, ako neku otopinu u kojoj se zbiva neka reakcija ubaciš u tekući dušik, ona će se smrznuti, a reakcija stati. No, to ne znači da je smjesa odjednom postala ravnotežnom, samo su reakcije skrućivanjem praktički zaustavljene (strogo gledano, zbivaju se one i u krutom stanju, ali toliko sporo da bi možda trebalo čekati i stoljećima da se reakcija zgotovi). K tomu, postoje i takvi sustavi koji se uopće ne mijenjaju, a svejedno nisu u ravnoteži. Takovi se sustavi zovu metastabilnima. Jasno, jasnih granica po običaju nema. Radi se samo o tomu je li promjena brza, spora ili toliko spora da ne možemo biti sigurni događa li se uopće.
Apsolutni kriterij kemijske ravnoteže je Gibbsova energija: sustav je u ravnoteži kad dođe do minimuma iste odnosno kad se uspije tako posložiti da zbroj entalpije i entropije pomnožene temperaturom bude najmanji mogući. To sasvim lijepo radi u teoriji, ali u praksi ćemo se opet morati držati opazivih promjena. A k tomu treba imati na umu i to da u energijskom krajobrazu općenito postoji mnogo brda i dolina (i to kroz stotine dimenzija) pri čemu ne moramo uvijek biti zainteresirani za najniže moguće. Naime, možemo u obzir uzeti i nuklearnu kemiju i reći da je energijski minimum postignut tek onda kad čitav Svemir bude željezo-56, dok su sve ostalo metastabilna stanja.
Zbog toga i praktični kriteriji moraju biti dodatno praktizirani. Ako pratimo neku promjenu i primijetimo da ide sve sporije, dok konačno ne stane, možemo reći da se sustav uravnotežio. Primjerice, kuhamo li zajedno neki alkohol i karboksilnu kiselinu, primijetit ćemo da se formiraju ester i voda. Također ćemo primijetiti da brzina njihovog nastajanja s vremenom opada, da bi se postupno smanjila na nulu, a da pritom nisu utrošeni svi reaktanti. To znači da je ta reakcijska smjesa došla u ravnotežno stanje između reaktanata i produkata, pri čemu i jednih i drugih ima u zamjetljivim količinama. U tom stanju esterifikacija i hidroliza zbivaju se jednako brzo (što bi se vjerojatno moglo i pokazati izotopnim obilježavanjem, ako već nije). Esterifikacija je klasični primjer ravnotežne reakcije, ali općenito vrijedi da sve reakcije idu prema nekakvim ravnotežama. Međutim, kod nekih su u ravnotežnom stanju svi sudionici prisutni u usporedivim količinama, dok kod nekih to baš i nije slučaj. Spališ li komad drveta, na kraju reakcije drveta više neće biti, a istaložiš li iz kakve otopine bakrov(II) sulfid, u njoj će gotovo nemoguće biti naći barem jedan od dva iona te soli.
Za spomenutu jednakost ne trebaju ti nikakvi primjeri. Ona se lako izvede iz konstanti disocijacija za konjugirane kiselo-bazne parove:
HA + H2O ⇌ A− + H3O+; Ka = [A−][H3O+]/[HA]
A− + H2O ⇌ HA + OH−; Kb = [HA][OH−]/[A−]
Pomnožiš li sad Ka i Kb, dobit ćeš konstantu ionizacije vode.
Umnožak koncentracija oksonijevih i hidroksidnih iona uvijek je jednak konstanti ionizacije vode. Međutim, konstanta ionizacije vode mijenja se s temperaturom, a i s tlakom, tako da taj umnožak očito neće uvijek biti jednak konstanti pri 25 °C. Usput, ako želimo biti precizni, uzet ćemo u obzir i ionsku jakost otopine, odnosno aktivitete tih iona, ali to sasvim lijepo zakomplicira stvari, tako da je najjednostavnije reći da je umnožak tih dviju koncentracija jednak konstanti autoionizacije vode pri danoj temperaturi, i to samo kod razrijeđenih otopina. Kakve su kiseline ili baze otopljene, nije bitno.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
i.cvrtila@rug.nl
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
