شیمی تجزیه (۱)

شیمی تجزیه (۱)

اسلاید 1: شيمي تجزيه (I) ترجمه دکتر اعظم رحيمی 3 واحد درسی نويسنده رابرت دی. براون مدرس : دکتر نژاد علی

اسلاید 2: شيمی تجزيه با تعيين کيفی و کمی مواد سرو کار دارد تجزيه کيفیتعيين هويت يک گونه شميايي مثلا اگر يک آلوده کننده در يک رودخانه ماهيها را از بين می برد تجزيه کيفی را می توان برای تعيين هويت شيميايي اين آلوده کننده بکار برد تجزيه کمیتعيين غلظت يک گونه شيميايي مشخصتعيين غلظت جيوه در يک رودخانه آلودهفصل اول

اسلاید 3: تقسيم بندی روش کار يک تجزيه شيميايي روش کار کلاسيک (تر)روش کار دستگاهیفصل اول

اسلاید 4: تجزيه شيميايي روشهای دستگاهیروشهای ترروشهای الکتروتجزيهروشهای جداسازی روشهای نوری روشهای حجمی کلاسيکتجزيه وزنی کلاسيکفصل اول

اسلاید 5: برخی از روشهای نوری تجزيه با اشعه x تجزيه در ناحيه مرئی- ماورا بنفشتجزيه ناحيه مرئی تجزيه ناحيه IR تجزيه ناحيه امواج راديوييفصل اول

اسلاید 6: تقسيم بندی روشهای الکتروتجزيه ای تجزيه شيميايي

اسلاید 7: جدول2-1. چند دسته مهم كروماتوگرافي فصل اول

اسلاید 8: مراحل يک تجزيه شيميايي انتخاب روش تجزيهنمونه برداریتهيه نمونه آزمايشگاهی خشک کردن و توزين نمونهانحلال نمونه جداکردن اجسام مزاحم اندازه گيری جسم مورد نظر محاسبه ارزيابی و برآورد ميزان اطمينان نتايجفصل اول

اسلاید 9: شيمی تجزيه محيط زيست پزشکی مهندسی زيست شناسی زمين شناسی حقوق صنعت .... کاربردهای تجزيه شيميايیفصل اول

اسلاید 10:

اسلاید 11: پايان فصل اولفصل اول

اسلاید 12: اگر دو واکنش دهنده A و B با هم مخلوط شوند فصل دوم تعادل شيميايييک واکنش شيميايي می تواند روی دهد و محصولات واکنش C و D را توليد کندaA + bB  cC + dDدر بسياری از واکنشهای شيميايي واکنش عکس يعنی واکنش C با D برای تشکيل A و B نيز ممکن استaA + bB = cC+dD

اسلاید 13: وقتی واکنش به ظاهر متوقف می شود سيستم به تعادل شيميايي می رسد در آن صورت Keq = acC adD aaA abB در اينجا Keq ثابت تعادل ناميده می شود .a فعاليت است که به صورت زير با غلظت ارتباط دارد a = fcاگر غلظت جايگزين فعاليت شود Keq = [C]c [D]d [A]a [B]bفصل دوم

اسلاید 14:

اسلاید 15: مولاريته يک واحد غلظت است ، تعداد مولهای يک ماده در يک ليتر (مول در ليتر) مولاريته يک محلول با تقسيم تعداد مولهای ماده موجود در محلول بر حجم محلول بر حسب ليتر تعيين می شود. معرفی برخی انواع ثابت تعادل :تفکيک خودبه خودی آب ثابت اسيدیثابت تعادل بازی ثابت تشکيل کمپلکسثابت انحلال پذيری

اسلاید 16: تمرين 2-2. غلظت استات را در يك محلول آبي 0.10M استيك اسيدي محاسبه كنيد . Ka = 1.8 x 10-5 HC2H3O2 = H+ + C2H3O2-Ka = [H+][C2H3O2-] = 1.8 x 10-5 [HC2H3O2 ]اگر از تفكيك خودبخودي آب صرف نظر كنيم [H+] = [C2H3O2-]1.8 x 10-5 = [C2H3O2-]2 0.10 - [C2H3O2-]

اسلاید 17: ...ادامه تمرين 2-2ابتدا فرض مي كنيم [C2H3O2-] در مقايسه با 1/0 خيلي كوچك است بعد فرض را با توجه به فرمول ذكر شده امتحان مي كنيم 1.8 x 10-5 = [C2H3O2-]2 0.10[C2H3O2-] = 1.3x10-3Mامتحان فرض 1.3x10-3 x100 = 1.3% < 5% 0.1ملاحظه مي شود فرض درستي بوده است.اين نكته يادآور مي شود كه استفاده از تقريب فقط در جمع و تفريق مجاز است . فصل دوم

اسلاید 18: ارقام با معنيدر ارائه يك نتيجه علاوه براين كه جواب آزمايش بايد بهترين جواب به دست آمده باشد .نتيجه گزارش شده نيز بايد شامل ارقام مشخص و مطمئن و اولين رقم غير مطمئن باشد . قرارداد ارقام بامعني :عمل گرد كردن ارقام گزارش شده بر طبق اصول آماري تا رسيدن به ارقام با معني را قرارداد ارقام با معني نامند .فصل دوم

اسلاید 19: مثلا وقتي يك پيپيت مدرج 15ml كه درجه بندي 0.1ml دارد خوانده مي شودمي توان به سادگي گفت كه به عنوان مثال مايع بيش از 5.6ml و كمتر از 5.7mlاست . اما مي توان سطح مايع را بين دو درجه بندي تا حدود0.02ml ± برآورد نمود.بدين ترتيب بر طبق قرارداد ارقام بامعني، بايد حجم خوانده شده را مثلا 5.64ml كه سه رقم بامعني دارد گزارش كرد دو رقم نخست از سمت چپ مطمئن و رقم آخر نامطمئن مي باشد فصل دوم

اسلاید 20: چند نكته در مورد ارقام با معنيارقام بامعني شامل كليه ارقام قطعي به علاوه اولين رقم غيرقطعي است. موقعيت اعشار، تاثيري در تعداد ارقام بامعني نخواهد داشت. به عنوان مثال : 013453/0 4444/1 36/252 795/14فصل دوم داراي پنج رقم با معني هستند

اسلاید 21: 2. صفرها در يك عدد، زماني بامعني خواهند بود كه جزء آن عدد باشند ولي چنانچه براي مشخص كردن اندازه گيري عدد به كار روند بامعني نيستند. 01/20 02/25ولي صفرهايي كه به سمت راست مميز اتصال دارند و قبل از آنها رقم غير صفر وجود ندارد جزء ارقام بامعني نيستند. 1245/0 02222/0 0004530/0 فصل دوم داراي چهار رقم با معني هستند داراي چهار رقم با معني هستند

اسلاید 22: 3. گرد كردن اعداد بايد انجام شود. چنانچه رقم بعد از رقم نامطمئن كوچكتر از 5 باشدرقم نامطمئن تغييري نمي كند مثال : 7523/4 752/4 گرد مي شودچنانچه رقم بعد از رقم نامطمئن بزرگتر از 5 باشد يك واحد به رقم نامطمئن اضافه مي شود .مثال : 4458/12 446/12 گرد مي شود فصل دوم

اسلاید 23: چنانچه رقم بعد از رقم نامطمئن مساوي 5 باشد و بعد از آن رقمي غير از صفر باشد يك واحد به رقم نامطمئن اضافه مي كنيم مثال : 1156/1 12/1 گرد مي شودچنانچه رقم بعد از 5 صفر باشد اگر رقم نامطمئن فرد باشد يك واحد به آن اضافه مي شود و چنانچه رقم نامطمئن زوج باشد تغييري در آن صورت نمي گيرد . مثال : 5250/4 52/4 گرد مي شود 7750/2 78/2 گرد مي شود فصل دوم

اسلاید 24: تفكيك آبH2O = H+ + OH-نمايش دقيقتر تفكيك آب H2O + H2O = H3O+ + OH-Kd = [H+][OH-] = 1.82x10-16 [H2O]چون [H2O] ثابت است Kw = Kd [H2O] = [H+][OH-] ثابت حاصلضرب يوني ، حاصلضرب يوني يا ثابت يونش آب ، كه مانند ساير ثابتهاي تعادلي به دما وابسته است فصل دوم

اسلاید 25: جدول 2-1. اثر دما بر ثابت يونش آبفصل دوم

اسلاید 26: تمرين 2-3. غلظت يون هيدرونيوم را در °C25 در يك محلول آبي كه مولاريته هيدروكسيد در آن 1.52x10-5 است محاسبه كنيدKw = [H+][OH-] = 1.01 x 10-14 [H+] (1.52x10-5)= 1.01 x 10-14 [H+] = 6.64x10-1Mفصل دوم

اسلاید 27: اندازه گيري ثابت تعادل ثابتهاي تعادل از راه تجزيه دقيق غلظتهاي محلولي در تعادل به دست مي آيند.فصل دوم

اسلاید 28: تمرين 2-4. مقاديري كافي Fe3+ و SCN- به آب در °C25 اضافه شده است تا محلولي با غلظت آغازي 0.0100M از هريك از اجزا به دست آيد. بعد از اينكه واكنش كمپلكس شدن به تعادل رسيد ، معلوم شد كه غلظت كمپلكس، FeSCN2+ ، 0.0044M است ثابت تشكيل كمپلكس را محاسبه كنيد. Fe3+ + SCN- = FeSCN2+ Kf = [FeSCN2+] [Fe3+][SCN-] [Fe3+] = [SCN-] = 0.01–0.0044 = 0.0056 M Kf = 0.0044 = 1.4x102 0.0056 (0.0056)

اسلاید 29: عوامل موثر بر تعادل شيمياييدمافشار كاتاليزور اثر بر سرعت واكنش بدون تاثير در مقدار ثابت تعادل H2CO3 (aq) = CO2 (g) + H2O (l)Keq = [CO2 (g)][H2O (l)] [H2CO3 (aq) ]فصل دوم

اسلاید 30: تمرين 2-5. محلولي از راه حل كردن 100/0 مول تري كلرواستيك اسيد در آب كافي براي ساختن 000/1 ليتر محلول در 25 تهيه شد. ثابت تفكيك Ka براي تري كلرواستيك اسيد 129/0 است الف) مقدار تري كلرواستيك اسيد را كه در تعادل تفكيك مي شود محاسبه كنيد. ب) مقدار تري كلرواستيك اسيد را كه در تعادل تفكيك مي شود در شرايطي محاسبه كنيد كه 100/0 مول از يك نمك محلول تري كلرواستات (CCl3COO-) نيز به محلول اضافه شده باشد از هرگونه واكنش تري كلرواستات با آب چشم پوشي كنيد.CCl3COOH = CCl3COO- + H+Ka = [CCl3COO-][H+] = 0.129 [CCl3COOH]

اسلاید 31: ادامه تمرين 2-5 بخش الف)[CCl3COOH] = 0.100 – x mole 1.000 lit[CCl3COO-] = [H+] = x mole 1.000 lit (x/1.000) (x/1.000) = 0.129 (0.100 – x) / 1.000 x2 = 0.1290.100 – x x2 + 0.129x – 0.0129 = 0 x = 0.0660 فصل دوم

اسلاید 32: ادامه تمرين 2-5 بخش ب)[H+] = x mole 1.000[CCl3COO-] = 0.100 + x 1.000[CCl3COOH] = 0.100 – x 1.000X = 0.0465 mole

اسلاید 33: محاسبات تعادل شيمياييمرحله (1)تمام واكنش هاي شيميايي موازنه شده براي تمام تعادلات را نوشته و روابط ثابت تعادل براي همه آنها مشخص شود .

اسلاید 34: مثال . اسيد كربنيك در دو مرحله در داخل آب تفكيك شده و يون H+ توليد مي كند كليه تعادلات مربوطه كه در توليد يون H+ دخالت دارند را به همراه روابط ثابت تعادل آنها بنويسيد . H2CO3 + H2O = HCO3- + H3O+HCO3- + H2O = CO32- + H3O+ H2O + H2O = H3O+ + OH-K1 = [HCO3-][H3O+] K2 = [CO32-] [H3O+] [H2CO3] [HCO3-] Kw = [H3O+] [OH-]

اسلاید 35: محاسبات تعادل شيمياييمرحله (2)معادله موازنه بار نوشته شود در محلول ها هميشه مجموع بارهاي الكتريكي بايد برابر صفر شود . لذا مجموع تمامي بارهاي مثبت در يك محلول بايد برابر مجموع تمام بارهاي منفي باشد .

اسلاید 36: مثال . معادله موازنه بار را براي محلول محتوي BaCl2 بنويسيد. BaCl2 = 2Cl- + Ba2+2 x No.mol Ba2+ = No.mol Cl-2 x [Ba2+] = [Cl-]علاوه بر تفكيك BaCl2 ملكولهاي آب نيز به مقدار جزيي تفكيك و به اندازه يكسان از يونهاي H+ و OH- توليد مي كند بدين ترتيب معادله موازنه بار به صورت :2[Ba2+] + [H+] = [Cl-] + [OH-]فصل دوم

اسلاید 37: مثال . محلولي محتوي Mg(ClO4)2 ، KCl و NaNO3 است معادله موازنه بار را براي اين محلول بنويسيد.2[Mg2+]+[K+]+[Na+]+[H+]=[ClO4-]+[Cl-] +[NO3]+[OH-]فصل دوم

اسلاید 38: محاسبات تعادل شيمياييمرحله (3)معادله موازنه جرم نوشته مي شود براي هر سيستم شامل واكنش هاي شيميايي نوشتن معادله موازنه جرم كاملا“ ضروري است .مثلا“ در محلولي كه نسبت به يون استات 0.1F باشد.مجموع غلظتهاي تمام فرم هاي حاصل از اين يون برابر 0.1M است معادله موازنه جرم : CH3COOH + CH3COO- = 0.1M

اسلاید 39: مثال . چنانچه محلولي نسبت به كلرورمركور يك اشباع باشد و يون هاي HgOH+, HgCl42-, HgCl3, HgCl2, HgCl+, Hg2+ و Hg(OH)2 ايجاد شود معادله موازنه جرم را بنويسيد. فرض كنيد غلظت كلي يونهاي جيوه، CHg2+ باشد.CHg2+ = [Hg2+]+[HgCl+]+[HgCl2]+[HgCl3-] +[HgCl42+]+[HgOH+]+[Hg(OH)42-]و براي يون Cl- به صورت زير نوشته مي شود :CCl- =[Cl-]+[HgCl-]+2[HgCl2]+3[HgCl3-]+4[HgCl42-]فصل دوم

اسلاید 40: محاسبات تعادل شيمياييمرحله (4)تعداد كل تعادلات نوشته شده در مراحل قبل با تعداد غلظتهاي مجهول مقايسه شود . در هر مسئله هميشه بايد تعداد تعادلات نوشته شده حداقل معادل تعداد مجهول ها باشد .در غير اينصورت مسئله قابل حل نخواهد بود . البته قبل از كنارگذاشتن مسئله بايد دنبال تعادلات مستقل بيشتر بوده و يا با حدس كوچك بودن برخي گونه ها آنها را حذف كرد فصل دوم

اسلاید 41: محاسبات تعادل شيمياييمرحله (5)براي حل راحتتر معادلات تقريب به كاربرده مي شود . در به كاربردن حدس كوچك بودن يك عدد در مقايسه با عدد ديگر هميشه بايد به منشا توليد عدد كوچك دقت شود . معمولا“ ثابت تعادل كمك خوبي در استفاده از تقريب مي كند فصل دوم

اسلاید 42: محاسبات تعادل شيمياييمرحله (6)معادلات نوشته شده بر مبناي استفاده از تقريب حل شود .فصل دوم

اسلاید 43: محاسبات تعادل شيمياييمرحله (7)تقريب (تقريبهاي) به كاربرده شده در مرحله 5 امتحان شود.در امتحان تقريب(تقريبها) ممكن است برخي از آنها صحيح و برخي اشتباه باشد كه اگر به يكديگر وابسته نباشند مي توان تقريبهاي غلط را كنار گذاشته و با حل دقيقتر مسئله جواب را پيدا كرد . فصل دوم

اسلاید 44:

اسلاید 45: مثال. حلاليت مولي نمك كم محلول AgCl را در محلولي كه نسبت به آمونياك 0.01F است محاسبه كنيد. k1= 2.3x103 , k2= 6x103 ksp= 1.8x10-10 , kb= 1.76x10-5AgCl(s) = Ag+ + Cl- kSP = [Ag+] [Cl-]Ag+ + NH3 = Ag(NH3)+ k1 = [Ag(NH3)+] [Ag+][NH3]Ag(NH3)+ + NH3 = Ag(NH3)2+ k2= [Ag(NH3)2+] [Ag(NH3)+][NH4+] NH3 + H2O = NH4+ + OH- kb = [NH4+] [OH-] [NH3]

اسلاید 46: ...ادامه مثالمرحله 2. [Ag+]+ [NH4+]+[Ag(NH3)+]+[Ag(NH3)2+]=[Cl-] +[OH-]مرحله 3. نوشتن معادله موازنه جرم . معادله موازنه جرم براي Cl- و آمونياك مي توان نوشت : s = [Cl-]=[Ag+]+[Ag(NH3)+]+[Ag(NH3)2+]0.01= [NH3]+[Ag(NH3)+]+2[Ag(NH3)2+]+[NH4+]مرحله 4. مقايسه تعداد معادلات و مجهولها .مجهولها شامل [NH3]،[Ag(NH3)+]،[Ag(NH3)2+]،[NH4+]، [OH-]، [Ag+]، [Cl-] است. با مقايسه تعداد مجهول ها(هفت) و تعداد معادلات (هفت معادله) مسئله قابل حل خواهد بود . فصل دوم

اسلاید 47: ...ادامه مثالمرحله 5. استفاده از تقريب نظر به بزرگ بودن k1 و k2 و يا β2=k1k2=1.4x107 ميتوان حدس زد عمده يون نقره به صورتAg(NH3)2+ است.Ag(NH3)2+ ~ SAg(NH3)2+ ~ [Cl-]جون از تفكيك خودبخودي آب صرف نظر شده است .[NH4+] = [OH-][NH4+]<<[NH3]+2[Ag(NH3)2+]+[Ag(NH3)+]با تعريف β2 و ضرب آن با kSP [Ag(NH3)2+] = β2 [Ag+] [NH3]2 فصل دوم

اسلاید 48: ...ادامه مثالΒ2 x kSP= [Ag(NH3)2+] x [Ag+][Cl-] [Ag+] [NH3]2 Β2 kSP = [Ag(NH3)2+][Cl-] = 2.5x10-3 [NH3]2 [Ag(NH3)2+]2 = 2.5x10-3 [NH3]2 2[Ag(NH3)2+]<<[NH3]0.01 = [NH3]مرحله6 1.4x107= [Ag(NH3)2+] (0.01)2[Ag+]فصل دوم

اسلاید 49: ...ادامه مثال[Ag(NH3)2+] = 1400 [Ag+] [Cl-] = 1400 [Ag+]kSP = [Cl-] [Cl-] 14001400x1.8x10-10 = [Cl-]2 [Cl-] = 5.0x10-4Mمرحله 7.امتحان تقريب ها : فرض شده بود كه غلظت يون آمونيم خيلي كمتر از 01/0 است در رابطه kb بجاي يون OH- بر حسب NH4+ گذاشته و مقدار آن محاسبه مي شود . [NH4+]2 = 1.76x10-5 [NH4+]= 4.2x10-4 0.01 فصل دوم

اسلاید 50: ...ادامه مثال[NH3] >> [Ag(NH3)2+] 5x10-4 x100 = 5%0.01 خطا در حد قابل قبول است . [Ag+] = [Cl-] [Ag+] = 5x10-4 = 3.6x10-7 1400 1400 فرض كوچك بودن[Ag+] درمقايسه با[Ag(NH3)2+]قابل قبول است 6x103 = 5x10-4 0.01x[Ag(NH3)+] [Ag(NH3)+] = 8.3x10-6 فصل دوم

اسلاید 51: ...ادامه مثال8.3x10-6 x100 = %1.7 5x10-4 بنابراين حلاليت نمك AgCl(s) در محلول كه نسبت به آمونياك 0.0F است برابر 5x10-4M مي باشد . فصل دوم

اسلاید 52: تمرين 2-6. ثابت تشكيل كمپلكس آهن (III) تيوسيانات 138 است. يك بخش 15ml از محلول 0.1M آهن (III) با 10mlاز يك محلول 0.11M تيوسيانات مخلوط مي شود غلظتهاي تعادلي آهن، تيوسيانات و كمپلكس را محاسبه كنيد .Fe+ + SCN- = FeSCN2+kf= [FeSCN2+] = 138 [Fe+][SCN-]0.1mmole/ml x 15ml = 1.50 mmole Fe3+ 0.11mmole/ml x 10ml = 1.1 mmole SCN- [Fe3+] = 1.5 – 1.1 + x = 0.4 + x 15 + 10 25 فصل دوم

اسلاید 53: ...ادامه تمرين 2-6 [SCN-] = x 25.0[FeSCN2+] = 1.1 – x 25 (1.1 – x)/25 =138 [(0.4+x)/25](x/25) x =0.23فصل دوم

اسلاید 54: ...ادامه تمرين 2-6[Fe+] = 0.4+x = 0.4+0.23 = 2.5x10-2M 25 25 [SCN-] = x = 0.23 = 9.2x10-3M 25.0 25[FeSCN2+] = 1.1 – x = 1.1 – 0.23 = 3.5x10-2 25 25فصل دوم

اسلاید 55: تمرين 2-7. با افزودن 0.15 مول هيدرازين (H2NNH2) به يك بالون حجم سنجي يك ليتري و رقيق كردن با آب مقطر تا خط نشانه در 25 محلولي تهيه شده است. غلظت يون هيدرونيوم موجود در محلول را محاسبه كنيد. Kb=3x10-6 H2NNH2 + H2O = H2NNH3+ + OH-Kb= [H2NNH3+][OH-] =3x10-6[H2NNH2] اگر تعداد مولهاي هيدرازين را كه تفكيك مي شود x بناميم. [H2NNH2] = 0.15-xmole = 0.15 - x 1.000liter [H2NNH3+] = x mole = x 1.000literفصل دوم

اسلاید 56: ...ادامه تمرين 2-7[OH-] = xmole = x 1.000liter x(x) = 3.0x10-60.15-x با استفاده از تقريب حل مي شود. x = 0.67x10-3 x = 0.67x10-3 = 6.7x10-4[OH-] = x = 6.7x10-4[H+] = 0.15x10-10 = 1.5x10-11Mفصل دوم

اسلاید 57: تمرين 2-8. يك بخش 25g از پتاسيم فسفات(وزن ملكولي برابر 212.28) به يك بالون حجم سنجي يك ليتري اضافه و در حدود 800 ml آب مقطر حل شده است. يك محلول هيدروكلريك اسيد به بالون افزوده و محلول تا خط نشانه با آب رقيق گشته است. بعد از برقراري تعادل، غلظت يون هيدرونيوم در محلول برابر 1.2x10-7M تعيين شده است. غلظتهاي تعادلي ‍PO43-، H2PO4- و H3PO4 را محاسبه كنيد. H3PO4 = H2PO4- + H+H2PO4- = HPO42- + H+ HPO42- = PO43- + H+فصل دوم

اسلاید 58: ...ادامه حل تمرين 2-8. K1= [H+][H2PO4-] =7.15x10-3[H3PO4] K2 = [H+][HPO42-] = 6.23x10-8[H2PO4-] K3 = [H+][PO43-] = 4.8x10-13[HPO42-] فصل دوم

اسلاید 59: ...ادامه حل تمرين 2-8. معادله موازنه جرم براي فسفات : 0.118mole =[H3PO4]+[H2PO4-]+[HPO42-]+[PO43-] 1.000liter چهار معادله با چهار غلظت مجهول وجود دارد [H2PO4-] = 5.96x104[H3PO4] [HPO42-] = 0.519[H2PO4-] [PO43-] = 4x10-6[HPO42-] فصل دوم

اسلاید 60: ...ادامه حل تمرين 2-8. [H3PO4] = [H2PO4-] = 1.68x10-5 [H2PO4-]5.96x104 [PO43-] = 4.00x10-6[HPO42-]0.118=1.68x10-5 [H2PO4-]+[H2PO4-]+[HPO42-]+4.00x10-6[HPO42-]0.118 = [H2PO4-]+[HPO42-]فصل دوم

اسلاید 61: ...ادامه حل تمرين 2-8. [HPO42-] = 0.519 [H2PO4-] 0.118= [H2PO4-]+0.519[H2PO4-]=1.519 [H2PO4-] [H2PO4-] = 7.77X10-2M [HPO42-] = 0.519 [HPO42-] = 4.03x10-2M 7.77x10-2 [PO43-] = 4.00x10-6 [PO43-]= 1.61x10-7M 4.03x10-2 [H3PO4] = 1.30x10-6Mفصل دوم

اسلاید 62: تمرين 2-9. يك بخش 1.83 گرمي از پتاسيم بنزوات تري هيدرات (C6H5COOK,3H2O) در مقدار كافي آب حل ميشود تا 100ml محلول در 25 درجه به دست آيد. غلظت يون هيدرونيوم محلول را در تعادل محاسبه كنيد. وزن ملكولي پتاسيم بنزوات تري هيدرات 214.26 است و ka بنزوئيك اسيد (C6H5COOH) برابر 6.46x10-5 است. C6H5COO- + H2O = C6H5COOH +OH- K = [C6H5COOH][OH-] [C6H5COO-] C6H5COOH = C6H5COO- + H+فصل دوم

اسلاید 63: ...ادامه حل تمرين 2-9.Ka = [C6H5COO-][H+] [C6H5COOH] Kw = [H+] [OH-] = 1.01x10-14K = kw ka1.01x10-14 = 1.56x10-106.46x10-5 فصل دوم

اسلاید 64: ...ادامه حل تمرين 2-9.1.83gC6H5COOK.3H2O x 1moleC6H5COOK.3H2O 214.26gC6H5COOK.3H2O = 8.54x10-3 mole C6H5COO-[C6H5COOH] = [OH-] = x mole 0.1000liter [C6H5COO-] = 8.54x10-3 – x 0.100 [OH-] = 3.65x10 M [H+] = 2.77x10-9M فصل دوم

اسلاید 65: مثال . غلظت يون هيدرونيم محلول محتوي اسيد ضعيف HB، 0.1M را محاسبه كنيد. ثابت تفكيك اين اسيد 1.4x10-6 است. HB + H2O = H3O+ + B-Ka = [H3O+][B-] [HB]1.4x10-6 = [H3O+]2 0.1- [H3O+]با فرض اينكه [H3O+]<<0.1 در آنصورت :[H3O+]2=1.4x10-7 , [H3O+]=(1.4x10-7)1/2=3.7x10-4امتحان تقريب نشان مي دهد خطا كمتر از 5% فقط به اندازه 37/0% فصل دوم

اسلاید 66: مثال . غلظت يون هيدروكسيد و هيدرونيم را در محلولي كه نسبت به آمونياك 0.1M است ، محاسبه كنيد (kb=1.76x10-5) . NH3 + H2O = NH4+ + OH-Kb = [NH4+][OH-] [NH3][NH4+] = [OH-]1.764x10-5 = [OH-]2 0.1- [OH-]0.1x1.76x10-5 = [OH-]2[OH-] = 1.33x10-3M Kw = [H+][OH-] فصل دوم [H+] = 7.5x10-12M

اسلاید 67: مثال . چنانچه محلولي نسبت به NH4Cl ، 0.1M باشد، غلظت يون هيدرونيم اين محلول را محاسبه كنيد(ka = 5.68x10-10) . NH4+ + H2O = NH3 + H3O+ 5.68x10-10 = [H3O+]2 0.1- [H3O+][H3O+] = 5.68x10-11[H3O+] = 7.5x10-6Mفصل دوم

اسلاید 68: مثال . ثابت بازي هيدروليز يون استات را محاسبه كنيد. ka = 1.76x10-5CH3COO- + H2O = CH3COOH + OH- Kb = [CH3COOH][OH-] [CH3COO-]K = kw kaKb = 1x10-14 = 5.68x10-10 1.76x10-5 فصل دوم

اسلاید 69: مثال . غلظت يون هيدروكسيد را در محلولي كه نسبت به C6H5ONa، 0.12M است محاسبه كنيد. ka = 1.00x10-10C6H5O- + H2O = C6H5OH + OH- Kb = [C6H5OH][OH-] [C6H5O-]K = kw kaKb = 1x10-14 = 1.00x10-5 1.00x10-10 فصل دوم

اسلاید 70: ...ادامه مثال1.00x10-5 = [OH-]2 0.12-[OH-] [OH-]= (0.12x1.00x10-5)1/2 = 1.05x10-3Mفصل دوم

اسلاید 71: پايان فصل دوم فصل دوم

اسلاید 72: فصل سومتجزيه وزني و انحلال پذيري در تجزيه وزني جرم محصول جامد يك واكنش شيميايي يا الكتروشيميايي اندازه گيري مي شود . جرم اندازه گيري شده محصول هر واكنش را مي توان همراه با معادله شيميايي موازنه شده آن واكنش به كاربرد و غلظت اوليه واكنش دهنده را محاسبه كرد . رسوب محصول جامد واكنشي است كه در محلول انجام مي گيرد . رسوب دهنده واكنشگري است كه وقتي به محلول اضافه ميشود موجب تشكيل يك رسوب مي گردد.

اسلاید 73: تعريف حلاليت محلول اشباع محلول فوق اشباع نسبي هسته اوليه تكثير هسته رشد هسته محلول كلوئيد لخته شدن والختي فصل سومفرايند رسوبگيري Q-S= فوق اشباع نسبيS هضم احتباس مندرج

اسلاید 74:

اسلاید 75:

اسلاید 76:

اسلاید 77: فصل سومرسوب گيري از محلول همگن CH3CSNH2 + H2O CH3CONH2 + H2SM2+ + H2S MS (s) + 2H+اوره [CO(NH2)2] اغلب براي رسوبگيري همگن كاتيونهايي به كار ميرود كه هيدروكسيدهاي كم محلول تشكيل مي دهند .اوره بر اثر گرم شدن در محلولهاي آبي ، با آب واكنش داده آمونياك و كربن ديوكسيد تشكيل مي دهد . CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO2NH3 + H2O = NH4+ + OH- Mn+ + nOH- M(OH)n(S)

اسلاید 78: فصل سومحاصلضرب انحلال AxBY (s) = xAn+ + yBm-Kd = (axAn+) (ayBm-) aAxByثابت حاصلضرب انحلال Ksp= (axAn+) (ayBm+) Ksp = [An+]x[Bm-]y

اسلاید 79: فصل سومتمرين 3-3. انحلال پذيري مولي نقره كلريد را در آب و در 25درجه سانتيگراد محاسبه كنيد؟AgCl(s) = Ag+ + Cl-Ksp = [Ag+] [Cl-] = 1.8 x 10-10[Ag+] = [Cl-] = ss x s = 1.8 x 10-10S2 = 1.8 x 10-10S = 1.3 x 10-5 M = انحلال پذيري

اسلاید 80: فصل سومتمرين 3-4. انحلال پذيري (g/liter) سرب (II) يديد را در آب و در 25درجه سانتيگراد محاسبه كنيد؟pbI2(s) = pb2+ + 2l-Ksp = [pb2+] [l-]2 = 1x 10-9S = [pb2+] = انحلال پذيري [I-] = 2 [pb2+]1 x 10-9 = [pb2+] (2 [pb2+])2 = 4 [pb2+]3 = 4s3s= 6 x 10-4 M

اسلاید 81: فصل سومتمرين 3-5. انحلال پذيري نقره كلريد را در محلول سديم كلريد 0.100 M در 25درجه سانتيگراد محاسبه كنيد؟ = CNaCl + CAgCl كل [cl-] ~ CNaCl = 0.1Mكل [cl-]Ksp = 1.56 x 10-10 = [Ag+] [Cl-] = [Ag+]x(0.100)انحلال پذيري AgCl در محلول 0.1M[Ag+] = 1.56 x 10-9M = NaCl

اسلاید 82: فصل سومتمرين 3-6. انحلال پذيري روي (II) هيدروكسيد را در محلولي محاسبه كنيد كه الف) در pH 6 و ب) در pH 9 تنظيم شده ؟ Zn(OH)2(s) = Zn2+ + 2OH-Ksp = 2 x 10-17 = [Zn2+] [OH-]2الف) pH = 6= -log[H+] log[H+]=-6 [H+] =10-6 Kw = [OH-] [H+] = 1.0 x 10-14 [OH-] = 10-82 x 10-17 = [Zn2+] [OH-]2 = s (10-8)2 s=0.2Mب) pH = 9= -log[H+] log[H+]=-9 [H+] = 10-9 [OH-] = 10-5 2 x 10-17 = s (10-5)2 s = 2 x 10-7M

اسلاید 83: فصل سوممثال .حلاليت مولي نمك CaF2 را در محلولي كه pH آن 4 است محاسبه كنيد؟ ثابت حاصلضرب انحلالي نمك 4 x 10-11 و ثابت اسيدي HF برابر 6 x 10-4 است . CaF2 = Ca2+ + 2F- Ksp = [Ca2+][F-]2 F- + H2O = HF + OH- Kb = [HF][OH- ] 2) چنانچه pH محلول مشخص ولي اجزاي گونه هايي كه اين pH را ايجاد كرده اند نامشخص باشد معادله موازه بار نوشته نمي شود. در اينجا نمي توان معادله موازنه بار را نوشت . 3) S = [Ca2+]=1/2(F-)+[HF] 4) سه مجهولCa2+ ، F و HF موجود بوده و سه معادله نيز وجود دارد .[F- ]

اسلاید 84: فصل سوم5) در اينجا با مشخص بودن غلظت OH- به نظر مي رسد نياز به استفاده از تقريب نيست .6) Kb = kw = 1x10-14 ka 6x10-4 kb = 1.7x10-11 kb = [HF]x1x10-10 = 1.7x10-11[F-] [HF] = 0.17[F-][Ca2+] = ½ ([F-]+0.17[F-])2 [Ca2+] = 1.17[F-][F-] = 2 [Ca2+]= 1.71 [Ca2+] 1.17

اسلاید 85: فصل سوم... ادامه حل مثال قبل ksp =[Ca2+] [F-]24x10-11 =[Ca2+](1.71[Ca2+])2[Ca2+] = 2.4x10-4M

اسلاید 86: فصل سوممثال . حلاليت مولي نمك CaF2 را در آب محاسبه كنيد . CaF2(s) = Ca2+ + 2F- Ksp = [Ca2+][F-]2 F- + H2O = HF + OH- Kb = [HF][OH- ] H2O = H+ + OH- kw =[H+][OH-] 2) [H+] + 2[Ca2+] =[F-]+[OH-] 3) S = [Ca2+]=1/2(F-)+[HF] 4) با داشتن پنج مجهول[Ca2+] ,[H+] ,[OH-] ، [F-] و [HF] و پنج معادله مستقل مسئله قابل حل خواهد بود .5) تقريب [F-] >> [HF] بدين ترتيب از معادله موازنه جرم و تقريب مي توان نوشت : 2[Ca2+]=[F-][F- ]

اسلاید 87: فصل سوم... ادامه حل مثال قبل 6) ksp =[Ca2+] [F-]2 4x10-11 =[Ca2+]( 2[Ca2+])2[Ca2+] = 2.51x10-4M[F-]= 4.3x10-4 بدين ترتيب [F-]= 2[Ca2+] [HF]x100 ~ 0.02% بدين ترتيب تقريب صحيح بوده و حلاليت (s) برابر 2.15x10-4 است .[F- ]

اسلاید 88: فصل سومتمرين 3-8 . انحلال پذيري نقره كلريد موجود در محلولي را محاسبه كنيد كه بعد از به تعادل رسيدن واكنش ، 0.01M آمونياك دارد.Ksp = [Ag+] [Cl-] = 1/8x10-10 K1 = [AgNH3+] = 2x103 [Ag+] [NH3] K2 = [Ag(NH3)2+] = 8x103[AgNH3+] [NH3] غلظت آمونياك در معادلات K1 و K2 جايگزين كنيد [AgNH3+]= 20 [NH3][Ag(NH3)2+]= 80 [AgNH3+]

اسلاید 89: فصل سوم... ادامه حل تمرين 3-8 S = [Cl-] = [Ag+] + [AgNH3+] + [Ag(NH3)2+]S = [Cl-] = [Ag+] + 20[Ag+] + 1600 [Ag+] = 1621 [Ag+][Ag+] = s 1621 S = 5.4x10-4 M

اسلاید 90: فصل سومرسوبگيري ديفرانسيلي اگر مقادير Ksp دو نمك با يك يون مشترك به اندازه كافي با يكديگر متفاوت باشد (با ضريبي حدود 1000 يا بيشتر)رسوبگيري نمكي كه كمتر محلول است در حضور نمك انحلال پذيرتر امكان پذير مي شود به اين فرايند رسوبگيري ديفرانسيلي گويند .

اسلاید 91: تمرين 3-9. نقره نيترات جامد در محلولي حل شده است كه در آن 0.10M كلريد، 0.10M برميد و 0.10M يديد وجود دارد. وقتي راسب شدن AgI، AgBr و AgCl آغاز مي شود ، محاسبه كنيد كه چه غلظتي از Ag در محلول حضور داشته است . AgI Ksp = [Ag+] [l-] = 1.5x10-16 [Ag+](0.10) = 1.5x10-16 [Ag+] = 1.5x10-10AgBr Ksp = [Ag+] [Br-] = 1.1x10-12 [Ag+](0.1) = 1.1x10-12[Ag+] = 1.1x10-11فصل سوم

اسلاید 92: فصل سوم... ادامه حل تمرين 3-9AgCl Ksp = [Ag+] [Cl-] = 1.6x10-10 [Ag+] (0.1) = 1.6x10-10[Ag+] = 1.5x10-9

اسلاید 93: تمرين 3-10. با استفاده از اطلاعات تمرين قبل محاسبه كنيد كه وقتي راسب شدن AgBr آغاز مي شود ، چه مقدار I- رسوب كرده است و هچنين وقتي رسوب كردن AgCl آغاز مي شود چه مقدار Br- راسب شده است . AgI Ksp = [Ag+] [l-] = 1.5x10-16 (1/1x10-11) [l-] = 1.5x10-16 [l-] = 1.4x10-5عملا“ تمام I- (99.986%) در زماني كه AgBr شروع به تشكيل مي كند رسوب كرده است .AgBr Ksp = [Ag+] [Br-] = 1.1x10-12 (1.6x10-9) [Br-] = 1.1x10-12[Br-] = 0.69x10-3 = 6.9x10-4 (99.31%)

اسلاید 94: فصل سومالكترووزني يك يون فلزي حل شده (Mn+) بطور الكتروليتيكي به فلز جامد روي يك كاتد بي اثر كاهش مي يابد Mn+ +ne M(s)

اسلاید 95: تمرين 3-11. يك محلول 25ml مس(II)كلريد در يك پيل الكتروليز قرار گرفت و مس روي كاتد پلاتين نشانده شد . جرم الكترود قبل از فلز پوش شدن 10.137g بود . بعد از اينكه فلز بطور كامل نشانده شد ، معلوم شد الكترود 10.3682g وزن دارد . غاظت مس (II) را در محلول اصلي محاسبه كنيد . = 10.3682 – 10.1376 = 0.2306 g جرم Cu نشانده شده 0.2306g Cu x 1moleCu x 1moleCu2+ x 103ml 25ml 63.54g Cu 1moleCu lit solutionمحلول = 0.01452 mole Cu2+ = 0.01452 M Cu2+ ليتر محلول فصل سوم

اسلاید 96: فصل سومپرسشها شرايطي را ذكر كنيد كه در آن فوق اشباع نسبي به حداقل برسد.در تعيين مقدار سولفات به شكل BaSO4 هم رسوبي نيترات باريم چه تاثيري در نتيجه خواهد داشت؟عمل هضم رسوب كدام يك از ناخالصي هاي هم رسوبي را به مقدار قابل توجهي كاهش مي دهد ؟ چرا ؟رسوب CaC2O4 در محيط اسيدي ضعيف درشت تر خواهد بود يا قليايي ضعيف ؟ چرا ؟تفاوت بين رسوب كلوئيدي و بلوري را شرح دهيد .

اسلاید 97: مثال در25^C مقدار0/00014g در يك ليتر آب حل مي شود .Ksp اين نمك كم محلول را محاسبه كنيد . جرم فرمولي نمك 178/8 است . AgBr(s) = Ag+ + Br- = 0.00014gAgBr xتعداد مولAgBr حل شده در يك ليتر آب x 1molAgBr = 7.57x10-7M 178.8gAgBr Ksp = [Ag+][Br-]Ksp = (7.57x10-7)2 = 5.7x10-13

اسلاید 98: مثال . رابطه ثابت حاصلضرب حلاليت را براي نمكهاي كم محلول زير بنويسيد .Ba(IO3)2 (s)Ba(IO3)2 (s) = Ba2+ + IO3-Ksp = [Ba2+][IO3-]2Mg(OH)2 (s)Mg(OH)2 (s) = Mg2+ + 2OH-Ksp = [Mg2+][OH-]2فصل سوم

اسلاید 99: ... ادامه مثال قبلBi2S3 (s)Bi2S3 (s) = 2 Bi3+ + 3 S2-Ksp = [Bi3+]2[S2-]3Hg2Cl2(S)Hg2Cl2(S) = Hg22+ + 2Cl-Ksp = [Hg22+] [Cl-]2فصل سوم

اسلاید 100: مثال . حلاليت مولي Hg2Br2(s) را در آب محاسبه كنيد . Ksp = 5.8x10-23Hg2Br2(s) = Hg22+ + 2Br-Ksp = [Hg22+][Br-]2Ksp = S[Br-]2[Br-] = 2SKsp = S(2S)2Ksp = 4S35.8x10-23 = 4S3S = 2.4x10-8Mفصل سوم

اسلاید 101: مثال . محلولي نسبت به كمپلكس HgCl2 ، 0.01M است غلظت Hg2+ و Cl- را در اين محلول محاسبه كنيد . K1 = 5.5x106K2 = 3.0x106Hg2+ + Cl- = HgCl+HgCl+ + Cl- = HgCl2Hg2+ + 2Cl- = HgCl2 β2= K1K2= 5.5x106x3x106 β2= 1.65x10132[Hg2+] = [Cl-][HgCl2] = 0.01 - [Hg2+] فصل سوم

اسلاید 102: ... ادامه مثال قبل[HgCl2] = 0.01 - [Hg2+] ~ 0.01Mβ2= [HgCl2] = 1.65x1013 [Hg2+][Cl-]2 1/65x1013 = 0/01 [Hg2+](2 [Hg2+])2[Hg2+] = 5.3x10-6M[Cl-] = 2x5.3x10-6 = 1.1x10-6Mملاحظه مي شود به اندازه 05/0% خطا در استفاده از تقريب خواهيم داشت و حدس استفاده از تقريب صحيح است .فصل سوم

اسلاید 103: مثال . به 5mmole، Ce4+ اضافه شده و حجم محلول نهايي به 100ml رسانده شده است . غلظت Ce4+ در لحظه تعادل را محاسبه كنيد. Ke = 7/6x1012Fe2+ + Ce4+ = Fe3+ + Ce3+ Ke = [Fe3+][Ce3+] [Fe2+][Ce4+] Ke = (0/05-[Fe2+]0/05-[Ce4+]) [Fe2+][Ce4+] 7.6x1012 = (0.05)(0.05) [Ce4+] = 1.8x10-8 [Ce4+]2 فصل سوم

اسلاید 104: پايان فصل سوم فصل سوم

اسلاید 105:

اسلاید 106: برخي خواص اسيدها و بازها الف) خواص اسيدها فصل چهارم مزه ترش دارند. با برخي از فلزات (نظيرFe، Zn و...) واكنش داده و گاز هيدروژن توليد مي كنند. باعث تغيير رنگ برخي از تركيبات رنگي آلي (معرفها) ميشوند.با سنگ آهك (CaCO3) واكنش داده و دي اكسيد كربن توليد مي كنند. با بازها واكنش داده و توليد نمك و آب مي نمايند.

اسلاید 107: برخي خواص اسيدها و بازها ب) خواص بازها فصل چهارم مزه تلخ دارند. چنانچه دست با آنها تماس داشته باشد حالت لغزندگي دارد. با روغن ها و گريس واكنش مي دهند. باعث تغيير رنگ برخي از تركيبات رنگي آلي (معرفها) ميشوند.با اكسيدها واكنش داده و توليد نمك و آب مي نمايند.

اسلاید 108: اسيدها، بازها و بافرها تعريف آرنيوس اسيد ماده است كه تفكيك ميشود و يونهاي هيدروژن ايجاد مي كند باز ماده است كه تفكيك ميشود و هيدروكسيد توليد مي كند . HCl NaOH H+ + Cl- + Na+ + OH- H2O + Na+ + Cl- تعريف برونستد-لوري اسيد ماده است كه يك پروتون ميدهد باز ماده است كه يك پروتون مي پذيرد. پس NH3 يك باز است يك H+ از HCl مي پذيرد و NH4+ توليد مي كند فصل چهارم

اسلاید 109: تعريف لوئيس اسيد ماده است كه زوج الكترون مي گيرد و يونهاي هيدروژن ايجاد مي كند باز ماده است كه طي يك واكنش شيميايي زوج الكترون غير مشترك خود را به اشتراك مي گذارد. BaCl3 + :NH3 = Cl3 B:NH3 :NH3 باز لوئيس است زيرا زوج الكترون خود را با BaCl3 به اشتراك گذاشته است BaCl3 اسيد لوئيس است زيرا الكترونها را از :NH3 پذيرفته فصل چهارم فصل چهارم

اسلاید 110: قدرت اسيد – باز قدرت يك اسيد با تعريف آرنيوس تعريف ميشود بسيار تفكيك ميشود اسيد قوي H+ و يك آنيون توليد ميكند ثابت تفكيك Ka بزرگي دارد اسيد ضعيف تنها اندكي تفكيك مي شود ثابت تفكيك Ka نسبتا كوچكي دارد اسيد استيك اسيد ضعيف Ka= 1.8x10-5 اسيد كلريدريك اسيد قوي است كه بطور كامل تفكيك ميشود NH3 + H2O = NH4+ + OH- باز ضعيف فصل چهارم

اسلاید 111: فصل چهارم تمرين 4-3. pOH آب خالص را در 25 درجه سانتيگراد محاسبه كنيد؟Kw = [H+] [OH-] = 1.008x10-14[OH-]2 = 1.008 x 10-14 [OH-] =1.004 x 10-7pOH = 6.9983

اسلاید 112: تمرين 4-4. pOH محلولي را حساب كنيد كه با حل كردن 6g اسيد استيك در مقدار كافي آب مقطر براي ساختن 250ml محلول تهيه شده است.H2C2H3O2 = H+ + C2H3O2-K = [H+][C2H3O2-] = 1.76x10-5 [H2C2H3O2] افزوده شده [HC2H3O2]= 6g x 1mole = 0.4M 0.2 L 60.05g [C2H3O2-] = 0.4 - x[H+] [C2H3O2-] = x

اسلاید 113: ....ادامه حل تمرين 4-4.1.76x10-5 = x(x) 0.4 - x 1.76x10-5 = x2 0.4 x2 = 7.0x10-6 x = 2.6x10-3 =[H+] pH = 2.59pH + pOH = pKw = 14.00pOH = 11.41فصل چهارم

اسلاید 114: بافرها مخلوط اسيد ضعيف و باز مشترك يك بافر است . بافر در مقابل افزايش اسيد قوي يا باز قوي مقاومت مي كند بافر طبيعي مثل خون و آب دريا فصل چهارم

اسلاید 115: فصل چهارم تمرين 4-5. pH محلولي را حساب كنيد كه 0.0100M ، C2H3O2 و 0.0100M، H2C2H3O2 دارد؟H2C2H3O2 = H+ + C2H3O2-Ka = [H+][C2H3O2-] = 1.76x10-5 [H2C2H3O2] [HC2H3O2] = 0.0100 - x[C2H3O2-] = 0.0100 + x[H+] = x1.76x10-5 = x(0.0100 + x) 0.0100 - x

اسلاید 116: فصل چهارم ادامه مسئله 4-5.....1.76x10-5 = x(0.0100) = [H+] 0.0100 x = 1.76 x 10-5 pH = 4.754

اسلاید 117: فصل چهارم تمرين 4-6. حجم محلول 0.100M ، NaOHلازم براي بالابردن pH 50.0ml محلولهاي (الف) و (ب) زير را به 5.754 محاسبه كنيد. الف) محلول با pH برابر 754/4 در تمرين 4-5 و ب) محلول HCl با pH 754/4. Ka = [H+][C2H3O2-] = 1.76x10-5 [H2C2H3O2]بعد از افزودن NaOH ، pH محلول برابر با 754/5 و [H+] = 1.76x10-6 1.76x10-5 = 1.76x10-6 [C2H3O2-] [H2C2H3O2]

اسلاید 118: فصل چهارم ...ادامه حل تمرين 4-6. [C2H3O2-] = 10 [H2C2H3O2]0.0200M = [H2C2H3O2] + [C2H3O2-] [H2C2H3O2] = 0.02 - [C2H3O2-] [C2H3O2-] = 10.0 0.02 - [C2H3O2-][C2H3O2-] = 1.82x10-2 M 0.0182 – 0.0100 = 0.0082Mمقدار استات تشكيل شده حين افزايش محلول محلول 0.100M،NaOH 0.0082 mmole x 50.0ml = 0.41 mmole

اسلاید 119: فصل چهارم ...ادامه حل تمرين 4-6. 0.41mmoleOH- x 1ml = 4.1ml NaOH 0.1 mmole [OH-]ب) [H+] = 1.76x10-5M= HCl غلظت pH = -log [H+] = 5.754[H+] = 1.76x10-6M1.76x10-5 mmole x 50ml = 8.8x10-4mmoleH+كاهش مقدار H+ به دليل افزايش NaOH عبارت بود از 8.8x10-4 – 8.8x10-5 = 7.92x10-4 mmoleH+7.92x10-4mmole OH- x 1ml =7.92x10-3 0.100mmole OH-

اسلاید 120: فصل چهارم رابطه بافري براي تعيين pHpH = pKa – log [HA] [A-]

اسلاید 121:

اسلاید 122: جدول4-1. چند سيستم بافر مصرفي متداولفصل چهارم اسيد ضعيف باز مزدوج باز مزدوج KaKaKapKapKaگستره مفيد pH فتاليك اسيدC6H4(COOH)2C6H45COOHCOO-C6H45COOHCOO-1.3x10-31.3x10-31.3x10-32.892.891.9-3.9اسيداستيكHC2H3O2 C2H3O2-C2H3O2-1.76x10-51.76x10-51.76x10-54.754.753.7-5.8پتاسيم هيدروژن فتالات C6H4COOHCOO-K+پتاسيم هيدروژن فتالات C6H4COOHCOO-K+C6H4(COO)22-C6H4(COO)22-C6H4(COO)22-3.9x10-63.9x10-65.414.4-6.4دي هيدروژن فسفات H2PO4-HPO42-HPO42-HPO42-6.23x10-86.23x10-86.23x10-87.216.2-8.2

اسلاید 123: فصل چهارم هيدروژن كربناتHCO3-CO32-5.61x10-1110.259.2-11.2تريس(هيدروكسي متيل)آمينومتان هيدروكلريدهيدروژن كربنات HPO42-PO42-4.80x10-1312.3211.3-13.3(HCOCH2)3CNH3+Cl-(HOCH2)3CNH28.32x10-98.087.1-9.1...ادامه جدول4-1. چند سيستم بافر مصرفي متداول

اسلاید 124: ظرفيت بافر تعداد مولهاي يك باز قوي يا اسيد قوي (داراي يك گروه عاملي اسيدي يا بازي به ازاي هر ملكول اسيد يا باز) كه براي تغيير يك ليتر محلول بافر به اندازه يك واحد لازم است .(pH)فصل چهارم

اسلاید 125: فصل چهارم تمرين 4-7. ظرفيت بافر محلولي را محاسبه كنيد كه استيك اسيد آن 0.100M و سديم استات آن 0.100M است. pH = pKa – log [HC2H3O2] [C2H3O2-]pH = 4.75 – log 0.100 = 4.75 0.100اگر آنقدر NaOH اضافه شود تا pH به اندازه يك واحد يعني به 5.75 افزايش يابد5.75=4.75-log [HC2H3O2] [C2H3O2-]

اسلاید 126: فصل چهارم ...ادامه تمرين 4-7. 1.00 = log [C2H3O2-] [HC2H3O2] [C2H3O2-] = 10[HC2H3O2][C2H3O2-]+[HC2H3O2]=0.1+0.1=0.200M[C2H3O2-] + [C2H3O2-] = 0.200 101.1 [C2H3O2-] = 0.200 [C2H3O2-] =0.18Mافزايش [C2H3O2-] برابر است با 0.18-0.10=0.08M و افزايش تعداد مولهاي يون استات عبارت است از0.08مول

اسلاید 127: فصل چهارم ...ادامه تمرين 4-7. 0.08 mole C2H3O2-x 1moleOH- =0.08mole 1mole C2H3O2- NaOH/(liter.pH)در نتيجه ظرفيت بافر محلول اصلي 0.08mole/(liter.pH) است.

اسلاید 128: فصل چهارم تمرين 4-8. جرم سديم هيدروكسيدي را محاسبه كنيد كه بايد به 1liter فسفريك اسيد 0.35M تا محلولي با pH مساوي 11.50 به دست آيد . H3PO4=H+ + H2PO4-K1 = 7.1x10-3= [H+][H2PO4-] [H3PO4]H2PO4- = H+ + HPO4--K2=6.2x10-8= [H+] [HPO4--] [H2PO4-]HPO4-- = H+ + PO43- K3=4.8x10-13= [H+][PO43-] [HPO4--]

اسلاید 129: فصل چهارم ...ادامه تمرين 4-8. pH = 11.50[H+] = 3.2x10-12با گذاشتن اين مقدار در روابط K1،K2 و K3 خواهيم داشت :[PO43-] = 0.15 [HPO4--]ازطرفي 0.35 = [H3PO4] + [H2PO4-] + [HPO4--]+ [PO43-]H3PO4 + OH- = H2O + H2PO4-براي تشكيل H2PO4- 2، مول NaOH به ازاي هر مول PO43- تشكيل شده لازم است.H3PO4 + 2OH- = 2H2O + HPO42-

اسلاید 130: فصل چهارم ...ادامه تمرين 4-8. =1.6x10-5+0.60+0.14 =0.74moleكل مولهاي NaOH = 0.74moleNaOH x 40.0gNaOH = 30جرم NaOH mole NaOH

اسلاید 131: فصل چهارم تمرين 4-9. pH يك محلول آبي را محاسبه كنيد كه با حل كردن 10.0g NH4NO3در 500.0ml آب تهيه شده است. (NH4+ اسيد مزدوج NH3 است)10gNH4NO3 x 1moleNH4NO3 = 0.25moleNH4NO3 0.5000lit 80.04gNH4NO3 literNH4+ + H2O = NH3 + H3O+K = [NH3][H3O+] [NH4+ ]Ka = Kw = 5.59x10-10Kb [NH3] = [H3O+] = x

اسلاید 132: فصل چهارم ...ادامه تمرين 4-9. 5.59x10-10 = x2 0.25-x X= 1.18x10-5M = [H3O+] pH = 4.928

اسلاید 133: فصل چهارم تمرين 4-10. pH محلولي را محاسبه كنيد كه با انحلال 25g از NaHCO3 در آب كافي براي ساختن 1 ليتر محلول تهيه شده است. H2CO3 = H+ + HCO3-K1 = [H+][HCO3-] =4.4x10-7[H2CO3] HCO3- = H+ + CO32-K2 = [H+][CO32-] =4.7x10-11[HCO3-] = 25g NaHCO3 x 1mole = 0.3Mغلظت كل كربنات 1liter 84.01gNaHCO3

اسلاید 134: فصل چهارم ...ادامه تمرين 4-10.0.30=[H2CO3]+[HCO3-]+[CO32-] معادله موازنه بار [Na+] + [H+] = [HCO3-]+2[CO32-]+[OH-] [Na+] + [H+] - [OH-] = [HCO3-]+2[CO32-]با اين فرض ، [OH-] و [H+] در مقايسه با 0.30 كوچك و معادله موازنه بار به اين ترتيب ساده مي شود :0.30 = [HCO3-] + 2[CO32-][HCO3-] = 0.30 - 2[CO32-]0.30= [H2CO3] + (0.30-2[CO32-]) + [CO32-][CO32-] = [H2CO3]

اسلاید 135: فصل چهارم ...ادامه تمرين 4-10.K1K2 = [H+]2[CO32-] [H2CO3] در نهايت [H+] = (K1K2)1/2 = 4.6x10-9M pH = -log(4.6x10-9) = 8.34

اسلاید 136: فصل چهارم حلالهاي غير آبيحلال آمفوتر : خود تفكيك مي شوند ، يعني يك حلال آمفوتر بطور همزمان و با تبادل پروتون با خودش مثل يك اسيد و يك باز هر دو عمل مي كند. H2O + H2O = H3O+ + OH-NH3 + NH3 = NH4+ +NH2-2. يك حلال بي پرتون : حلالي است كه خود تفكيك نميشود، يعني يك حلال بي پروتون با تبادل پروتونها با خودش بطور همزمان مثل يك اسيد و يك باز هر دو رفتار نمي كند. C6H6 و CCl4 .

اسلاید 137: فصل چهارم گاهي حلالها به صورت اسيدي ، بازي يا خنثي نيز طبقه بندي مي شوند. عموما اين طبقه بندي در مقايسه با آب صورت مي گيرد ، بدين معني كه آب يك حلال خنثي فرض مي شود. اگر حلالي اسيدي قويتر از آب باشد ، آن را به صورت اسيدي طبقه بندي مي كنند و اگر بازي قويتر از آب باشد ، آن را به شكل بازي طبقه بندي مي كنند.

اسلاید 138: فصل چهارم فرايندي كه توسط آن تمام اسيدهاي بسيار قوي واكنش مي دهند و اسيد همانندي توليد مي كنند به نام فرايند متعادل كننده معروف است . نمونه هايي از متعادل شدن پركلريك اسيد در چند حلال آمفوتري HClO4+CH3COOH = CH3COOH2++ClO4-HClO4 + NH3 = NH4+ + ClO4-HClO4 + C2H5OH = C2H5OH2+ + ClO4-HClO4 + H2NCH2CH2NH2 = H2NCH2CH2NH3++ClO4-

اسلاید 139: جدول 4-2. فهرستي از چند حلال برگزيده كه براي تجزيه اسيدها و بازها به كار رفته اند . حلال طبقه بندي ثابت دي الكتريكآب آمفوتري – خنثي78.5اتانولآمفوتري – خنثي24.3اتيلن دي آمين آمفوتري – بازي12.5استون بي پروتون – خنثي20.7استونيتريل بي پروتون – خنثي37.5پيريدينبي پروتون – بازي12.3دي متيل فرماميدآمفوتري – بازي 37.7

اسلاید 140: فصل چهارم مثال. مخلوطي از اسيد ضعيف HA و باز مزدوج آن (A-) در 100ml محلول pH معادل 6.20 را ايجاد مي كند چنانچه pKa=7.53 باشد، نسبت [A-]/[HA] را محاسبه كنيد. pH = pKa – log [HA]/[A-]6.20 = 7.53 – log [HA]/[A-][A-] = 0.047[HA]

اسلاید 141: فصل چهارم مثال. چنانچه دو ظرف محتوي a)1000ml آب مقير با pH=7 و b)1000ml محلول محتوي 10mmol اسيد HA و 10mmol باز مزدوج آن (A-) با pH=7 باشد و به هر كدام از آنها به طور جداگانه 1mmol سود اضافه شود، تغيير pH را در هر حالت به دست آوريد. [OH-]= 1mmolOH- = 0.001M1000ml [H+] = 1x10-11MpH = 11ΔpH = pHf – pHiΔpH = 11-7 = 4

اسلاید 142: فصل چهارم ...ادامه مثال.pH=pKa - log [HA]/[A-]7 = pKa – log( 10mmolHA / 10mmolA-) 1000ml 1000mlpKa = 7Ka = 1x10-7HA+NaOH NaA+H2OCA- = (10+1)mmol 1000mlCHA= (10-1)mmol 1000ml

اسلاید 143: فصل چهارم ...ادامه مثال.pH = 7-log 9mmole/1000ml 11mmol/1000ml pH=7.09ΔpH = pHf – pHiΔpH = 7.09-7=0.09

اسلاید 144: مثال. چنانچه محلولي نسبت به اسيد ضعيف HX، 0.1M و نسبت به باز مزدوج آن X- نيز 0.1M باشد. تغييرات pH را پس از 1000بار رقيق كردن محاسبه كنيد. ثابت اسيدي را 1x10-8 فرض كنيد.pH=pKa - log [HX]/[X-]pH = -log(1x10-8) - log(0.1/0.1)pH=8 پس از 1000بار رقيق كردن CHX= 0.1 = 1x10-4M1000 CX- = 0.1 = 1x10-4M1000

اسلاید 145: ...ادامه مثال. pH = -log(1x10-8) – log1x10-4 = 8 1x10-4 ΔpH = pHf – pHi = 0فصل چهارم

اسلاید 146: مثال. محلولي نسبت به نمك NaHM، 0.1F است. pHمحلول را محاسبه كنيد. (K1=1x10-7,K2=1x10-11)[H+] = (1x10-7x1x10-11)1/2=1x10-9pH = -log(1x10-9)=9.0فصل چهارم

اسلاید 147: پايان فصل چهارم فصل چهارم

اسلاید 148: تيتراسيون فرايندي كه طي آن محلول به تدريج به نمونه افزوده مي شود . تيتركننده محلولي است كه به تدريج به يك محلول ديگر افزوده مي شود. در بورت قرار مي گيرد. تيترشونده محلولي كه بر آن تيتركننده را مي افزايند. نقطه هم ارزي حجم لازم تيتركننده براي واكنش كامل با ماده مورد تجزيه در تيترشونده تجزيه حجميفصل پنجم

اسلاید 149: نقطه پاياني تخمين نقطه هم ارزي توسط يك شناساگر يا دستگاهشكل 5-1. نمودار وسيله مورد استفاده براي يك تيتراسيون

اسلاید 150:

اسلاید 151:

اسلاید 152: استانداردها استاندارد اوليه يك تركيب شيميايي كه با تيتركننده واكنش مي دهد .پايدار، خالص و داراي وزن ملكولي مشخص است.رطوبت اتمسفر را بطور محسوس جذب نمي كند. استاندارد ثانويه محلولي كه غلظت آن توسط تيتراسيون يك استاندارد اوليه به دقت تعيين شده است و براي استاندارد كردن محلولهاي ديگر به كار مي رود . فصل پنجم

اسلاید 153: Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna suscipit egestas. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna suscipit egestas. Titleبرای عضویت در شبکه دانشجویان ایران عدد 1 را به شماره زیر پیامک کنید100080809090برای ورود به شبکه آموزشی دانشجویان کلیک کنیدMadsg.comلطفا آدرس ما را به خاطر داشته باشید