Универзитет “Св. Кирил и Методиј”- Скопје
Фармацевтски факултет, Скопје
Институт за применета хемија и фармацевтски анализи
Водич за изведување на практичната настава по предметот
Општа и Неорганска хемија
(студиска програма –магистер по фармација)
Доц.д-р Руменка Петковска
м-р Лилјана Богдановска
2
Osnovni fizi~ki veli~ini i edinici
Mereweto predstavuva spoznaen proces pri koj so fizi~ki eksperiment se sporeduva
odredena fizi~ka veli~ina so nekoja nejzina vrednost zemena kako merna edinica. Poradi
toa e potrebno to~no definirawe na mernata edinica ili izrabotka na nejzin etalon. So
mereweto to~no go definirame merenoto svojstvo i voedno dobivame numeri~ka sporedba
me|u svojstvoto na na{iot etalon i objektot koj go merime. Od ova proizleguva deka sekoja
fizi~ka veli~ina e odredena so produktot me|u merniot broj (numeri~kata vrednost na
fizi~kata veli~ina) i mernata edinica.
Spored Me|unarodniot sistem na merni edinici - SI (Le Systeme International d'Unites)
mernite edinici se podeleni vo tri kategorii: osnovni, izvedeni i dozvoleni merni
edinici.
Osnovni fizi~ki veli~ini i soodvetni SI edinici
Fizi~ka veli~ina
ime
simbol
dol`ina
l
masa
m
vreme
t
elektri~na struja
I
termodinami~ka temper.
T
koli~estvo supstanca
n
intenzitet na svetlina
Iv
Osnovna SI-edinica
ime
simbol
metar
m
kilogram
kg
sekunda
s
amper
A
kelvin
K
mol
mol
kandela
cd
Nekoi izvedeni fizi~ki veli~ini i nivni SI edinici
Fizi~ka veli~ina
ime
simbol
sila
Izvedena SI-edinica
ime
simbol
newton(wutn)
N
Definicija na
SI-edinicata
pascal(paskal)
Pa
kg m-1 s-2=N m-2
joule(xul)
J
kg m2 s-2
wat(vat)
W
kg m2 s-3=J s-1
F
pritisok
p
energija
E
mo}nost
P
elektri~en
naboj coulomb(kulon)
C
kg m2 s3=J s-1
As
Q
elektri~en
otpor ohm(om)
R
kg m2 s-3 A-2=V A-1
m2
povr{ina
A
m3
volumen
V
gustina
frekfencija
brzina
v,c,u,w
kg m-3
hertz(herc)
Hz
s-1
m s-1
3
J
joule(xul)
entalpija
H
entropija
J K-1
S
molarna
masa
kg mol-1
volumen
m3 mol-1
Mm,M
molaren
Vm
c
mol m-3
Me|unarodniot sistem na edinici dozvoluva upotreba na nivni decimalni delovi i
pove}ekratnici koi se ozna~uvaat so posebni prefiksi koi se stavaat pred osnovnata
edinica. Nivnite zna~ewa dadeni se vo sl. tabela:
molarna koncentracija
prefiks
simbol
faktor
prefiks
simbol
faktor
deci
centi
d
c
m
10-1
10-2
deka
hekto
10
102
10-3
10-6
kilo
mega
10-9
10-12
giga
da
h
k
M
G
T
P
E
mili
mikro
nano
piko
femto
ato
n
p
f
a
10-15
10-18
tera
peta
eksa
103
106
109
1012
1015
1018
Nekoi od dozvolenite edinici nadvor od SI sistemot
fizi~ka veli~ina
volumen
ime na edinica
litar
simbol
vreme
masa
unificirana atom
l,L
~as,den,mesec, godina min,h,
ton
t
ska edinica za masa
u
pritisok
energija
bar
elektronvolt
bar
eV
odnos sprema Si edinica
L=10-3 m3
min=60s,~as=3600s
t=103 kg
1/12 od atomskata masa na
12C
bar=105Pa
eV=1,60x10-19 J
4
Hemiski znaci i formuli. Oksidaciski broj i stehiometriska
valentnost.
Sekoj hemiski element se ozna~uva so sopstven simbol. Simbolikata na
hemiskite elementi koja i denes se primenuva za prv pat e vovedena od strana na
Bercelius. Spored nea, simbolot na hemiskiot element претставува почетната буква od
latinskoto ime na istiot. Pr. Oxygenium (O), Hydrogenium (H), Nitrogenium (N). Ako
latinskite imiwa na pove}e elementi zapo~nuvaat so ista bukva, toga{ hemiskiot
simbol e sostaven od dve bukvi; po~etnata i u{te edna bukva od imeto na elementot.
Pr. Sulphur (S), Stibium(Sb), Stanium(Sn), Selenium(Se).
Kako {to elementite se prika`uvaat so nivnite simboli, taka i hemiskite
soedinenija se prika`uvaat so zbir na simboli od elementite koi go so~inuvaat
hemiskoto sosedinenie. Toj zbir na simboli koj go prika`uva sostavot na hemiskoto
sosedinenie se narekuva formula na hemiskoto sosedinenie. So hemiskata formula
se ozna~uva: zbirot na razli~nite vidovi atomi koi se nao|aat soedineti vo molekul
dokolku soedinenieto e so molekulska struktura, odnosno se prika`uva koi atomi i
vo koj broj~an odnos se soedineti vo hemisko soedinenie dokolku istoto e so atomska
struktura. Zatoa, op{to mo`e da se ka`e deka so formula se ozna~uva zbir na atomi
koi so~inuvaat t.n. formulska edinka.
Atom predstavuva najmala koli~inska edinka na elementite, odnosno
elementarna supstanca koja mo`e da postoi sama ili hemiski vrzana so atomi na ist
ili drug hemiski element.Odreden broj na hemiski elementi vo elementarna sostojba
egzistiraat vo forma na molekuli. Zbirot na istovetni atomi koi se nao|aat vo
molekulot na elementarnata supstanca i koj формира molekul se ozna~uvaat so
formula na elementara supstanca. На пример:
NaCl., H2SO4, CaCO3, J2, Cl2, H2, O2
Vo osnova razlikuvame tri vida na hemiski formuli: empiriska, vistinska i
strukturna. Empiriskata hemiska formula go poka`uva odnosot na poedini
elementi vo molekulot izrazen vo najmali broj~ani iznosi. Taka na pr. empiriskata
hemiska formula na benzenot e SN. Ovaa formula poka`uva samo deka vo ova
soedinenie atomite na jaglerod i vodorod se vrzani vo odnos 1:1. Me|utoa, ovaa
hemiska formula ne e karakteristi~na samo za benzen, postojat i drugi hemiski
soedinenija kade atomite na jaglerod i vodorod se vrzani vo odnos 1:1, kako {to e na
pr. etin (acetilen, S2N2). Za razlika od nea, vistinskata hemiska formula go
ozna~uva ne samo vidot, tuku i brojot na atomite povrzani vo soodvetnoto hemisko
soedinenie, odnosno vistinskata hemiska formula go dava kvalitativniot i
kvantitativniot sostav na hemiskoto soedinenie i dava mo`nost za presmetuvawe na
negovata relativna molekulska masa. Taka, vistinskata formula na benzen e C6H6, na
etin e C2H2. Vistinskata formula ja ozna~uvame taka {to simbolite na atomite koi
go so~inuvaat soedinenieto gi pi{uvame eden do drug, a brojot na атомите од ист вид go
ozna~uvame so simbol vo forma na indeks desno dolu.Strukturnata formula ni dava
informacii za postavenosta i na~inot na povrzuvawe na atomite vo molekulot na
soedinenieto. Denes, voobi~aeno e da sostavot i gradbata na soedinenijata se
prika`uva so pomo{ na vistinski i strukturni formuli. Zna~eweto i primenata na
empiriskata formula e isklu~ivo vo analiti~ki celi, pri opredeluvawe na nepoznat
sostav na odredeno hemisko soedinenie:
5
Empiriska формула
CH
Vistinska формула
Strukturna формула
C6H6
H2S, PH3, MnO2, As2O3, P2O5
Oksidaciski broj i stehiometriska valentnost
Pri razgleduvawe na hemiskite formuli na odredeni soedinenija, NaCl, HCl, H2S
gledame deka eden atom na натриум e povrzan so eden atom na hlor, odnosno vodororod, eden
atom na sulfur so dva atoma na vodorod i sl.
Sposobnosta na atomot na hemiskiot element da se vrzе so opredelen broj atomi od
drug hemiski element se narekuva valentnost. Valentnosta na elementite se dvi`i od 1-8 i
proizleguva od brojot na elektronite koi atomot gi anga`ira pri povrzuvaweto so atom na
drug element. Хемиските елементи можат да имаат postojana i promenliva vалентност. Spored
brojot na elektroni koi se anga`irani vo hemiska vrska, atomite mo`e da bidat
monovalentni (atomot na vodorod), polivalentni (atomot na sulfur, kalcium, magnezium)
ili razli~no valentni, odnosno multivalentni (atomot na `elezo, fosfor, arsen, `iva i
sl.). Valencijata na atomot koja proizleguva od stehiometriskiot odnos na me|usebno
povrzanite atomi se narekuva stehiometriska valencija. Na~inot na anga`irawe na
elektronite ( ako dvata atoma davaat elektroni ili edniot dava, a drugiot prima elektroni)
doveduva do razli~ni vidovi na vrski (jonska, kovalentna vrska). Taka atomite na vodorod i
hlor anga`iraat po eden elektron vo soedinenieto HCl i stehiometriskata valentnost na
hlorot i vodorodot vo ova soedinenie e 1. Me|utoa, vo soedinenieto ClO2 atomot na hlorot
anga`ira ~etiri elektroni, a kislorodnite atomi po dva elektrona, taka {to
stehiometriskata valentnost na hlorot vo ova soedinenie e 4, a na kislorodot 2. Analogno na
ova, vo soedinenieto Cl2O7 stehiometriskata valentnost na hlorot e 7, a na kislorodot 2.
Namesto nazivot stehiometriska valentnost mnogu po~esto se koristi nazivot
oksidaciski broj ili stepen na oksidacija koj odgovara na oksidaciskata sostojba na atomot.
Imeno odstranuvaweto(anga`iraweto) na elektronite od nekoi atomi e reakcija na
oksidacija. Oksidaciskiot broj na atomite vo elementarna sostojba e nula. Oksidaciskiot
broj na monoatomnite joni vo jonskite soedinenija e ednakov na jonskata valentnost ili
elektrоvalentnosta. Zaradi toa oksidaciskiot broj mo`e da ima negativen ili pozitiven
predznak, odnosno mo`e da bide negativen ili pozitiven. Pri toa se zema vo predvid deka
jonot so pogolema elektronegativnost ima negativen, a jonot, odnosno atomot so pomala
elektronegativnost pozitiven oksidaciski broj. Kaj kovalentnite soedinenija negativen
oksidaciskiot broj poka`uvaat atomite kon koi e привле~ен zedni~kiot elektronski par.
Elektronskiot par me|u dva atoma od ist vid vo molekulot na elementarnata supstanca ne se
priklonuva kon nieden atom, pa ovaa vrska ne e jonizirana, odnosno oksidaciskiot broj na
atomite vo molekulot na elementarnata supstanca e nula.
Odredeni
atomski
grupi,
kako
{to
se
(SO4)2-,
(CO3)2-,
(S2O3)2poka`uvaat postojana valentnost. Atomite vo ovie grupi se razgleduvaat kako povrzana
celina na atomi vo eden kompleksen molekul ili jon koj poseduva edinstven oksidaciski broj
koj predstavuva prose~en ili sreden oksidaciski broj na atomite koi go so~inuvaat.
6
Relativna atomska i molekulska masa. Mol
Apsolutnite vrednosti na atomskite te`ini na elementite se mnogu mali i
neprakti~ni za rabota i poradi toa se opredeluvaat nivnite relativni atomski masi ,
odnosno masi na atomite na elementite sporedeni so masata na atomot na odreden element
koja se zema kako osnova. Kako standard e zemena masata na jaglerodniot izotop so masen broj
12.
Relativna atomska masa na eden element e broj koj ni poka`uva kolku pati prose~nata
masa na atomot e pogolema od atomskata edinica za masa. Atomskata edinica za masa
predstavuva 1/12 od masata na atomot na izotopot na jaglerod 12S i iznesuva:
n = 1,660531 x 10 -27 kg.
Golem broj od elementite vo prirodata se sre}avaat vo oblik na smesi od razli~ni
izotopi koi se razlikuvaat spored brojot na neutroni vo atomskoto jadro pa spored toa
nemaat niту ednakva atomska masa. Me|utoa, prose~nata masa na izotopite na poediniot
element ima konstantna vrednost i e karakteristi~na za soodvetniot element.
Poradi toa pod relativna atomska masa se podrazbira broj koj poka`uva kolku pati
prose~nata masa na atomot e pogolema od atomskata edinica za masa, odnosno , relativnata
atomska masa na eden element e odnos pome|u prose~nata masa na atomot na elementot i 1/12
od masata na izotopot na jaglerodot 12S (vo nivnata osnovna nuklearna i elektronska
sostojba).
Ar
ma
m a ( C) / 12
12
Relativna molekulska masa e odnos pome|u prose~nata masa na
molekulot i 1/12 od masata na jaglerodniot izotop 12C, odnosno broj koj ni poka`uva kolku
pati prose~nata masa na molekulot e pogolema od atomskata edinica za masa.
Mr
mf
m f ( C) / 12
12
Molekulskata masa se dobiva so sobirawe na atomskite masi na elementite koi go
so~inuvaat molekulot na toa soedinenie.
Mol predstavuva ona koli~estvo na supstanca so definirana hemiska struktura koe
sodr`i isto tolku edinki kolku {to ima atomi vo 12,0 g od jaglerodniot izotop 12C
Kako {to relativnite atomski masi se odnesuvaat kako masi na atomot, taka i vo
odredena masa na elementarnite supstanci koja e izrazena so edinica za masa, a koja e ednakva
na relativnata atomska masa , se nao|aat ist broj na atomi. Spored toa, koli~estvo masa na
bilo koja elementarna supstanca izrazena so edinica gram, a koja e broj~ano ednakva na
relativnata atomska masa na elementot, sodr`i ist broj na atomi kako i 12,000000 g od
jaglerodniot izotop 12S.
So precizni merewa utvrdeno e deka brojot na atomite vo 12,0 g od jaglerodniot
izotop 12S iznesuva (6,022 045 +/- 0,000 031) x 10 23 i se narekuva Avogadrov broj.
Koli~estvo na supstanca so definiran hemiski sostav koe broj~ano odgovara na
relativnata atomska, odnosno mоlekulska masa na taa supstanca sodr`i 6,022 x 1023 edinki i
predstavuva 1 mol od taa supstanca. Molarnata masa e definirana so slедниот израз:
M
m(маса на супстанца )
n (количество на единки , бројна молови)
kg(g) / mol
Мол pretstavuva internacionalna edinica za koli~estvo supstanca.
7
n
m Mn
m
kg
mol
M kg mol
Pome|u koli~estvoto supstanca (n) i brojot na
koli~estvo na supstanca, postoi sledniov odnos:
edinki (N) vo toa opredeleno
N Na n
kade Na e konstantna vrednost i se narekuva Avogadrova konstanta.
Na
N
1
n mol
odnosno edinica za Avogdrovata konstanta e mol-1
Avogadroviot broj predstavuva broj~ana vrednost na Avogadrovata konstanta koja iznesuva
-1
6,022 x 1023 mol
Opredeluvawe na relativna atomska masa
Primena na Dulong-Petit - ovo pravilo. Molarniot toplinski kapacitet(Cm) na nekoja
elementarna supstanca vo cvrsta agregatna sostojba pri sobna temperatura e postojan i
pribli`no iznesuva 26 JK-1mol-1.
Toplinski kapacitet predstavuva toplina koja e potrebna za da temperaturata na odreden
sistem se poka~i za 1 K. Molarniot toplinski kapacitete predstavuva koli~estvo toplina
potrebna za da temperaturata na eden mol supstanca se poka~i za 1 K.
Cm
c
26JK 1 mol 1
n
Specifi~niot toplinski kapacitet c
Cm c
Molarnata masa M
26JK 1 mol 1
c
C – топлински капацитет
C
, od каде sledi deka:
m
m
cM 26JK 1 mol 1
n
Relativna atomska masa Ar
26JK 1g 1
c
Primena na difrakcija na rendgentski zraci. Osnovniot princip na ovoj metod se sostoi vo
opredeluvawe na dimenziite na edine~nata kelija na kristalot na nekoj hemiski element ili
hemisko soedinenie so pomo{ na difrakcija na rendgenski zraci. Ako od dobienite dimenzii
matemati~ki se presmeta volumenot na edine~nata kelija i se pomno`i so Avogadrovata
konstanta (6,022 x 1023 mol-1) i so poznatata gustina na kristalot se dobiva masata na atomite
vo eden mol edine~ni kelii. Dokolku vo edine~nata kelija se nao|a samo eden atom, dobienata
masa vo eden mol edine~na kelija ja predstavuva atomskata masa na soodvetniot element. Ako
vo edine~nata kelija se nao|aat pove}e atomi, dobienata vrednost e celobroen umno`ak na
molarnata masa.
8
Opredeluvawe na relativna atomska masa so pomo{ na masеn spektroметар. Pri elektri~ni
praznewe niz gasovi doa|a do transformacija na atomite i molekulite na gasot vo joni.
Dokolku se raboti za te~nosti ili cvrsti supstanci, istite predhodno se preveduvaat vo
gasovita sostojba. Osnovata na masenata spektroskopija se sostoi vo slednovo: pri vnesuvawe
na ovie naelektrizirani ~esti~ki vo magnetno pole so smer obraten od smerot na dvi`ewe na
~esti~kite, istite zapo~nuvaat so kru`no dvi`ewe. Radiusot na kru`nata pateka e
pravoproporcionalen od masata na ~esti~kata (jonot), a obratno proporcionalen od
nejziniot naboj. Od ova proizleguva deka so opredeluvawe na radiusot na kru`nata pateka na
~esti~kata mo`e da se opredeli nejzinata relativna masa. So pomo{ na ovoj metod mo`no e
odvojuvawe na ~esti~ki so razli~na masa od nivna smesa (izotopski smesi , izotopite
sodr`at ist broj na protoni,(atomski broj), a razli~en broj na neutroni (razli~na relativna
atomska masa koja e zbir od masata na protoni i neutroni).
Примери
Пресметување на стехиометриска валентност
1. Да се состават формулите на оксидите на елементите чија валентност е дадена:
K+
K2O
Ca2+
CaO
Cr3+
Cr2O3
Sn4+
SnO2
N5+
N2O5
S+6
SO3
J+7
J2O7
2. Да се состават формулите на соединенија на S2- со следниве елементи:
Na+
Na2S
Ca2+
CaS
Fe3+
Fe2S3
Sn4+
SnS2
As5+
As2S5
3. Да се определи валентноста на манган во следните соединенија:
MnO
+2
Mn2O3
+3
MnO2
+4
MnO3
+6
Mn2O7
+7
4. Да се пресмета валентноста на :
а)
б)
в)
г)
фосфор во Na4P2O7
бор во Na2B4O7
манган во K3MnO3, K2MnO4, KMnO4
антимон во Na2H2Sb2O7
9
Решение:
1
5 2
а) Na 2 P4 O7
1 3
2
б) Na B 4 O 7
1
3 2
1
в) K 3 Mn O 3
1
1
5
6 2
1
K 2 Mn O 4
7
2
K Mn O 4
2
г) Na 2 H 2 Sb 2 O 7
Presmetuvawe vrz osnova na hemiski formuli
Одредување на составот на соединенијата по дадена хемиска формула.
Poznavaweto na hemiskite formuli na soedinenijata, nivnite relativni molekulski
masi kako i relativnite atomski masi na elementite koi go so~inuvaat ovozmo`uva
presmetuvawe na maseniot udel (w) na sekoj poedini element vo soedinenieto(procenten
sostav). Obratno, poznavaweto na maseniot udel (w) na poedini elementi vo soedinenieto
(postoten sostav na soedinenieto) dava mo`nost da se presmeta empiriskata formula na
istoto.
Пресметување на масен удел на даден елемент во одредено хемиско соединение
Масениот удел на некој хемиски елемент во одредено соединение се пресметува според
следната формула:
(%)
mi
* 100
m i
1. Да се пресмета мaсениот удел на поедините елементи во соединението CuSO4 x 5 H2O.
Решение:
Mr (CuSO4 x 5H2O) = 250
Ar (Cu) = 63, 546
(%)
Ar
*100
Mr
Ar (S) = 32,06
Ar (O) = 15,9994
(S) 12,84%
(O) 25,63%
(Cu )
63,546
*100 25,45%
250
(H 2 O) 36,08%
10
2. Да се пресмета бројот на молекули вода кои кристализираат со нaведените соли ако се
знае процентот на кристална вода кој го содржат. Соединението е ZnSO4 x n H2O и
содржи 43,9 % H2O.
Решение:
M(ZnSO4) = 161,3 g/mol
M(H2O) = 18 g/mol
M(H 2 O)
18x
=
0,439
M( ZnSO 4 xnH 2 O) (161.37 18x )
18x 0,439(161,37 18x )
18x 70,8414 7,902 x
18x 7,902 x 70,8414
x
70,8414
7H 2 O
10,098
Значи, оваа сол кристализира со седум молекули на вода и ќе има формула
ZnSO 4 x5 H 2 O.
3. Да се определи наједноставната формула на соединението кое содржи 33,3% Na(Ar =
23); 20,29% N(Ar =14) и 46,38% O(Ar =16).
Решение:
23x : 14 y : 16z 33,3 : 20,29 : 46,38
23x : 14 y : 16z 0,333 : 0,2029 : 0,4637
Na
23x 33,3
x ( Na)
33,3
1,45mol(0,0145)
23
N
14 y 20,29
y( N ) 1,45mol(0,0145)
O
16z 46,38
z(O) 2,9mol(0,029)
Na 1, 45 : N 1, 45 : O 2,9 Na 1 N 1O 2 NaNO 2
1, 45
1, 45
1, 45
11
Пресметување врз основа на атомска и молекулска релативна маса
1. Колку мол молекули се содржат во 85 g SO2? Колку мол атоми сулфур и колку мол
атоми О има во истото количество на SO2?
Решение:
Ar(S) = 32,064
Ar(O) =15,9994
Mr(SO2) =64,0628
n (SO 2 )
m(SO 2 )
85g
1,326 mol молекули SO2
M(SO 2 ) 64,0628g / mol
1 mol молекули SO2 1mol атоми S = 1,326 mol S
1 mol молекули SO2 2 mol атоми O = 2,65 mol O
2. Колку мол молекули, молекули и атоми има во 400 g Br2?
Решение:
Ar(Br ) 79,909
n (Br2 )
400g
2,5mol молекули
2x 79,909
N a 6,022 10 23
N n Na
N n N a 2,5 6,022 10 23 1,507 10 24 молекули
N 5 6,022 10 23 3,01 10 24
атоми
3. Да се пресмета бројот на CO2, бројот на мол атоми C и мол атоми кислород има во 66 g
CO2?
Решение:
m(CO 2 ) 66,0g
M(CO 2 ) 44g / mol
n (CO 2 )
m
66g
1,5 mol
M 44g / mol
N n N a 1,5mol 6,022 10 23 9,033 10 23
1.5 mol CO2 1,5 mol атоми C
1,5 mol CO2 2 x 1,5mol атоми O = 3 mol атоми O
12
4. Каде се наоѓаат повеќе мол молекули, во 100g KMnO4 или во 100g K2MnO4?
Решение:
M (KM nO4 ) 158,038g / mol
M (K 2 M nO4 ) 197,14g / mol
100g
0,632mol
158,038g / mol
100g
n (K 2 M nO4 )
0,507 mol
197,14g / mol
n (KM nO4 )
Повеќе мол молекули има во 100 g KMnO4.
5. Да се пресмета масата на 9,5 mol молекули N2 и да се одреди колку се тоа мол
молекули!
Решение:
n 9,5mol атоми 4,75 mol молекули
m( N 2 ) n M 4,75mol 28g / mol 133g
6. Да се пресмета масата(g) на SO2 кој содржи толку молекули колку што се наоѓаат во
1 dm3 H2O(с.у).
Решение:
M(SO2) = 64,0628 g/mol
Vm = 22,4 dm3/mol
n (H 2 O)
1dm 3
22,4 dm 3 / mol
0,0446 mol
n(SO2) = n(H2O)
N(H 2 O) n xN A 0,0446 mol 6,022 10 23 2,69 10 22 молекули
m(SO2) =
M(SO 2 ) N 64,0628 2,69 10 22
2,85 g SO 2
NA
6,022 10 23
7. Една точка напишана со молив на хартија содржи 5 x 1016 атоми јаглерод. Да се
пресмета масата на таа точка.
Решение:
Ar(C) = 12,0111
n
m
N
NxM
m
M NA
NA
13
m
NxM 5 1016 12,0111
0,997 10 6 g 1g
23
NA
6,022 10
8. Кој гас при стандардни услови има поголема маса, 7,5 dm3 O2 или 6,5 dm3 CO2?
Решение:
V
7,5dm 3
а) n (O 2 )
0,335 mol
Vm 22,4dm 3
m(O 2 ) n M 0,335 mol 32g / mol 10,71g
б) n (CO 2 )
6,5dm 3
0,290 mol
22,4dm 3
m(CO 2 ) n M 0,290mol 44g / mol 12,76g
Заклучок:
m(O2) < m(CO2)
9. Да се пресмета бројот на молекули во:
а) 1μg NH3
б) 5 cm3 CCl4 со ρ= 1,594 g/cm3
Решение:
а) M(NH3) = 17,0907 g/mol
n ( NH 3 )
m
1 10 6 g
0,0585 10 6 mol
M 17,0907g / mol
N N A n 0,0585 10 6 mol 6,022 10 23
N 0,352 1017 молекули
m
m V
V
M(CCl4) = 153,823 g/mol
б)
m(CCl 4 ) 5cm 3 1,594g / cm 3 7,97g
n (CCl 4 )
7,97g
0,0518mol
153,823g / mol
N n N A 6,022 10 23 0,0518mol 0,312 10 23 молекули
II начин
n
m N A 7,97g 6,022 10 23 mol / mol
m
N
N
0,312 10 23 молекули
M NA
M
153,823g / mol
14
10. Да се пресмета процентната содржина на сулфур во следните соединенија:
Решение:
а) SO2
(S)
i Ar 1 32,094
0,500 50%
Mr
64,094
б) SO3
(S)
i Ar 1 32,094
0,400 40%
Mr
80,094
в) H2S
(S)
i Ar 1 32,094
0,94133 94,13%
Mr
34,094
г) H2SO4 (S)
i Ar 1 32,094
0.3274 32,74%
Mr
98
11. Непознато соединение содржи 39% K, 1% H, 12% C и 48% O. Да се одреди
емпириската формула на тоа соединение!
Решение:
(K) 39% 0.39
(C) 12% 0.12
(H) 1% 0.01
(O) 48% 0,48
x:y:z:d
(K ) (H) (C) (O)
:
:
:
Ar(K ) Ar(H) Ar(C) Ar(O)
x:y:z:d
0,39 0,01 0,12 0,48
:
:
:
0,01 : 0,01 : 0,01 : 0,03 / 0,01
39,102 1,007 12,011 16
x : y : z : d 1 : 1,003 : 1,002 : 3,00
x : y : z : d 1:1:1: 3
Емпириската формула на соединението е KHCO3.
12. Да се пресмета релативната молекулска маса на едно хемиско соединение ако 10,56 g
од тоа соединение содржи:
Решение:
2,24 g N
0,64 g H
2,56 g S
5,12 g O
(Ar(N) =14)
(Ar(H) =1)
(Ar(S)=32)
(Ar(O) = 16)
( N) 2,24g 10,56g 0,212
(H) 0,64g 10,56g 0,06
(S) 2,56g 10,56g 0,242
(O) 5,12g 10,56g 0,484
15
0,212 0,06 0,242 0,484
:
:
:
0,015 : 0,06 : 0,0075 : 0,03 / 0,0075
14 1,007 32
16
x : y : z : d 2 : 8 :1: 4
x:y:z:d
N 2 H 8SO 4 ( NH 4 ) 2 SO 4
M(NH4)2SO4 =132 g/mol
13. Да се напише формулата на соединението кое во 35,8 g содржи 6,86 g Na, 0,298 g H,
19,09 g O и 9,54 g S.
Решение:
6,86g
0,19162
35,8g
:
0,298g
(H)
0,00832
35,8g
( Na)
19,9g
0,55586
35,8g
9,54g
(S)
0,26648
35,8g
(O)
0,19162 0,0083 0,55586 0,26648
:
:
:
23
1,007
16
32,094
x : y : z : d 0,00833 : 0,00825 : 0,034732 : 0,00830 / : 0,00825
x:y:z:d
x : y : z : d 1:1: 4 :1
Na x H y S z O g Na1 H1S1O 4
NaHSO 4
14. Да се пресмета колку молекули вода кристализираат во следниве соли, ако се знае
процентот на кристална вода.
а) Al2 (SO 4 ) 3 x n H 2 O
со 48,65% H2O
Решение:
М(Al2(SO4) = 342,282 g/mol
16
i M r(H 2 O)
18x
Mr
342,282 18x
18x (H 2 O) (342,282 18x )
(H 2 O)
18x 0,4865 (342,282 18x )
18x 166,520 8,757 x
9,243x 166,520
x 18,015
n 18
Значи, оваа сол кристализира со 18 молекули на вода.
б) Cd(NO3)2 x n H2O
со 23,37 % H2O
M(Cd(NO3)2) =236,4 g/mol
i M r(H 2 O)
18x
Mr
236,4 18x
18x (H 2 O) (236,4 18x )
(H 2 O)
18x 0,2337 (236,4 18x )
18x 55,247 4,2066 x
13,7934 x 55,247
x 4,052
n4
15. Со жарење на 12g соединение кое се состои од јаглерод, калциум и кислород се
добива 6,72 g CaO и 5,28 g CO2. Да се одреди наједноставната формула на тоа
соединение.
Решение:
Најпрвин ја пишуваме хемиската равенка на дадената хемиска реакција:
CaxCyOz + O2 → CaO + CO2
M(CaO) 56g / mol
M(CO 2 ) 44g / mol
56g / mol CaO
40,08 g Ca
6,72g CaO
x g Ca
m(Ca ) CaO 4,799g
m(O) CaO 6,72g 4,799g 1,921g
44 g / mol CO2
12 g C
5,28 g CO2
x g C
m(C ) CO2 1,44 g
m(O) CO2 3,84 g
17
(Ca ) (C) (O)
:
:
Ar(Ca ) Ar(C) Ar(O)
x : y : z 0,01 : 0,01 : 0,03 / : 0,01
x : y : z 1:1: 3
x:y:z
4,799g
0,399
12g
1,44g
(C)
0,12
12g
5,76
(O)
0,480
12g
(Ca )
CaxCyOz = CaCO3
16. Оксид на еден седмовалентен елемент содржи 50,45% кислород. Одреди ја релативната
молекулска маса на елементот.
Решение:
(O) 50,45% 0,5045
(M) 49,55% 0,4955
2:7
M 27 O 72
(M) (O)
(M) (O)
:
Ar(M)
:
Ar(M) Ar(O)
2 / 7 Ar(O)
7 (M) (O) 7 0,4955 0,5045
:
:
2
Ar(O)
2
15,994
Ar(M) 1,73 : 0,0315
Ar(M)
Ar(M 7 ) 55
Задачи за вежбање
1. Да се пресмета бројот на мол молекули, бројот на мол атоми јаглерод и мол атоми
кислород во 66,0 g на CO2.
2. Да се пресмета масата на 4,5 mol Cl2 и да се одреди колку се тоа мол атоми.
3. Колку молекули и колку атоми се наоѓаат во 15 мол молекули кислород.
4. Да се одреди бројот на молови кои се содржат во 64,0 g CH4. Колку мол атоми јаглерод
и мол атоми водород се наоѓаат во тоа количество на метан?
5. Да се пресмета масата на 9,5 mol атоми N2 и да се пресмета колку се тоа мол молекули.
6. Да се пресмета бројот на мол молекули, молекули и атоми кои се наоѓаат во 381,0 g јод.
7. Да се пресмета колку мол молекули и молекули се наоѓаат во 0,5 dm3 вода.
8. Да се пресмета апсолутната маса на атомот на бариумот.
9. Кој волумен под нормални услови го завземаат 320 g SO3?
10. Да се пресмета масата на 5,0 dm3 NO2 при нормални услови.
18
11. Да се пресмета апсолутната маса на еден молекул на азот (IV) -оксид.
12. Кој волумен на гас под нормални услови има поголема маса, 4,5 dm3NH3 или 8,5 dm3
CO?
13. Дали истиот број на молекули се содржи во:
а) во 1,0 g N2 или 1,0 g O2
б) во 1 mol N2 или во 1 mol O2
в) во 1dm3 N2 или во 1dm3 O2 (при исти услови)?
14. Да се пресмета масата во грами на SO2 кој содржи исто онолку молекули колку што
има во 1 dm3 вода.
15. Колку атоми на алуминиум, сулфур, кислород и водород се наоѓаат во 333,2 g
Al2(SO4)3 x18H2O?
16. Каде има повеќе атоми: во 1g O2 или во 1g O3?
17. Колку изнесува масата на 0,8 mol:
а) H2SO4
б) Cr2(SO4)3
в) Al(OH)3
18.Колку мола се содржат во 0,8 g:
а) H2SO4
б) Cr2(SO4)3
в) Al(OH)3
19. Во 0,20 g елементарно злато додадени се 0,20 мол атоми злато како и 2 x 1022 атоми
злато. Да се пресмета вкупната маса на златото.
20. Да е пресмета бројот на атоми на кислород во смеса која се состои од 0,15 мол
молекули озон, 0,20 мол молекули кислород , 4g озон и 6 g кислород.
21. Да се пресмета масениот удел на K2O и CO2 во калиум карбонат.
22. Колкава е процентната содржина на вода во CuSO4 x 5H2O?
23. Да се одреди формулата на еден оксид на железото ако во 50 g од тој оксид се
содржат 38,88 g железо.
24. Да се пресмета колку грами на азот се содржат во 180 g од неговите оксиди,
ако масениот удел на кислород во првиот оксид е 0,3636, а во вториот е 0,6956.
25. Да се пресмета масениот удел, изразен во проценти, на елементите кои
влегуваат во состав на кристалниот натриум тиосулфат, Na2S2O3 x 5 H2O.
26. Да се пресмета масениот удел на сулфур во следните соединенија:
а) Na2S
б) Na2SO4
в) NaHSO4
г) NaHS
27. Со оксидација на 5 g од некој јаглеводород се добиваат 15,7 g CO2. Да се одреди
масениот удел на елементите во појдовниот јаглеводород.
19
28. Една смеса се состои од 20% калиум сулфат, 48% натриум сулфат и 32% магнезиум
сулфат. Колку грами кислород се наоѓаат во 30 g од оваа смеса?
29. Да се напишат формулите на следните хлориди кои содржат:
а) 11,28 % Be
б) 20,30% Al
в) 39,38 % Na
30. Железото и кислородот градат два оксида. Експриментално е потврдено дека се
соединуваат:
а) 84 g Fe и 24 g O
б) 84 g Fe и 36 g O
Да се одредат формулите на овие оксиди.
31. Да се пресмета со колку молекули на вода кристализира CaCl2, ако при сушење на тој
кристалохидрат неговата маса се намалила за 49,3%.
32. Да се најде формулата на соединението во кое односот на маси на алуминиум и хлор
изнесува 1: 3,95, а соединението содржи 44,8% кристална вода.
20
Решенија на задачите за вежбање
1) 1,5 mol CO2, 1,5 mol C и 3,0 mol O
2) 319,5 g и 9,0 mol
3) 9,03 x1024 молекули, 1,806 x1025 атоми
4) 4,0 mol CH4, 4 mol C и 16,0 mol H
5) 133,0 g N2; 4,75 mol
6) 1,5 mol, 9,03 x1023 молекули, 1,806 x1024 атоми
7) 0,022 mol; 1,32 x1024 молекули
8) 2,28 x 10-22 g
9) 89,6 dm3
10) 10,27 g
11) 7,64 x 10-23 g
12) а) 3,42 g б) 10,63 g
13) а) 2,15 x 1022 молекули N2; 1,88 x 1022 молекули O2; б) да в) да
14) 2,85 g
15) 6,02 x1023 Al; 9,03 x 1023 S; 1,08 x 1025 H; 9,03 x 1024 O
16) има ист број атоми
17) а) 78,4 g
б) 313 g
в) 62,4 g
18) а) 0,00816 mol б) 0,00203 mol в) 0,0102 mol
19) 41,14 g
20) 8,85 x 1023
21) w(K2O) =0,681; w(CO2) = 0.319
22) 36 %
23) FeO
24) 114,5 g, 54,78 g
25) 18,5% Na, 25,8 % S, 51,6% O, 4,03% H
26) а) 0,410 б) 0,225 в) 0,266 д) 0,571
27) w(C) = 85,63%; w(H) = 14,36%
28) 13,81 g
29) а) BeCl2 б) AlCl3 в) NaCl
30) а) FeO
б) Fe2O3
31) 6 молекули на вода
32) AlCl3 x 6H2O
21
Гасни закони
Osnovna karakteristika na gasovite e deka nivnite molekuli se slobodni i se dvi`at
niz prostorot ispolnet so gas, a volumenot na toj prostor e mnogu pogolem od volumenot na
site prisutni molekuli na gasot. Poradi toa Van-der-Vals-ovite privle~ni sili se mnogu
mali i prakti~no se ednakvi na nula ako gasot se nao|a pod mnogu mal pritisok. Me|utoa, so
zgolemuvawe na pritisokot doa|a do namaluvawe na volumenot, odnosno do namaluvawe na
rastojanieto me|u molekulite na gasot so {to doa|a do zgolemuvawe na me|umolekularnite
sili i gasot ve}e nema svojstva na idealen gas kade me|umolekulskite sili se ednakvi na
nula.
Gasot nema svoj oblik i volumen, tuku zazema oblik i volumen na sadot vo koj se nao|a.
Pritisokot na gasot e posledica na sudirite na molekulite na gasot od yidovite na sadot.So
zgolemuvawe na temperaturata se zgolemuva kineti~kata energija na molekulite, brzinata na
nivnoto dvi`ewe, a so toa i silinata na udarite na sidot na sadot, odnosno se zgolemuva
pritisokot na gasot ako volumenot na gasot ostanal konstanten. So zgolemuvawe na
temperaturata pri konstanten pritisok volumenot na gasot se zgolemuva. So namaluvawe na
volumenot na gasot pri konstantna temperatura doa|a do zgolemuvawe na brojot na molekuli
na edinica volumen, odnosno se zgolemuva pritisokot na gasot.
Osnovni parametri koi ja karakteriziraat sostojbata na gasot se: pritisok,
temperatura i volumen..
Osnovni zakoni na koi se pokoruvaat gasovite se Gej-Lisakov, Bojl_Mariotov,
Daltonov i Avogadrov zakon. Ovie zakoni se odnesuvaat na idealen gas, t.e. gas ~ii molekuli
ili atomi imaat zanemarlivo mal volumen vo odnos na vkupniot volumen na gasot, i me|u niv
prakti~no ne postojat privle~ni Van-der-Vals-ovi sili. Realnite gasovi koi se nao|aat pod
t.n. normalni uslovi, pritisokot 101 325 R i temperatura od 273,12 K kako i pod uslovi koi
mnogu malku se razlikuvaat od normalnite se pokoruvaa na zakonite za idealni gasovi.
Bojl-Mariot-ov zakon. Pri konstantna temperatura volumenot na gasot e obratno
proporcionalen na pritsokot.
V1 p1
V2 p 2
pV = konstanta
Gej-Lisak-ovi zakoni .Postojat dva Gej-Lisak-ovi zakoni. Prviot se odnesuva na
promenata na volumenot na gasot so promena na temperaturata pri konstanten pritisok, a
drugiot na promenata na pritisokot na gasot so promena na temperaturata pri konstanten
volumen.
Prviot Gej-Lisak-ov zakon glasi: Pri konstanten pritisok
i promena na
temperaturata na gasot za 1oC, volumenot na gasot raste (ili se namaluva) za 1/273,15 delovi
od volumenot koj gasot go zavzema na 0oC.
V = volumen na gasot pri temperatura t
1
V V0 (1
t)
272,15
Vo= volumen na gasot pri temperatura od 0oC
Ako se vovede oznakata za apsolutna temperatura T= t +273,15
V0
V
T 273,15
V0
const V const T
273,15
V V1
T T1
22
Od ova proizleguva deka volumenot daden volumen na gas e pravo proporcionalen na
apsolutnata temperatura.
Vtoriot Gej-Lisak-ov zakon glasi: Pritisokot na odredena koli~ina gas pri
konstanten volumen se zgolemuva zagrevawe za sekoj 1oC za 1/273 delovi od pritisokot koj
opredeleniot volumen na gasot go imal na 0oC.
Na ist na~in kako kaj predhodniot zakon mo`e da se izrazi zavisnosta na pritisokot od
temperaturara pri konstanten volumen na gasot.
p p 0 (1
1
t)
273,15
p
p
const
T 273,15
p const t
Dalton-ov zakon za parcijalni pritisoci. Pritisokot na edna smesa od idealni
gasovi e ednakva na suma od pritisocite na sekoj poedine~en gas koj se nao|a vo smesata.
Pritisokot na sekoj poedine~en gas vo smesata, bez ogled na pritisokot na ostanatite gasovi
od smesata se narekuva parcijalen pritisok na gasot. Dalton-oviot zakon za parcijalni
pritisoci glasi:
Vkupniot pritisok na smesata od gasovi e ednakov na zbirot od parcijalnite
pritisoci na gasovite koi vleguvaat vo sostav na smesata.
Spored toa, parcijalniot pritisok na gasot e onoj pritisok koj gasot bi go imal i ako
se nao|a sam vo prostorot. So drugi zborovi, parcijalniot pritisok na poediniot gas e
proporcionalen so negoviot koli~inski udel vo smesata
pi = xi x p
Ovoj zakon se primenuva za prakti~no opredeluvawe na vistinskite pritisoci na
gasovite sobrani nad odredena te~nost (pr. Voda i `iva), bidejki vo prostorot nad te~nosta
pokraj pareite na odredena supstanca se nao|aat i pareite na rastvorot (parei na voda i
parei na `iva)
Avogadrov zakon. Ednakvi volumeni na razli~ni gasovi pri konstanten pritisok i
temperatura sodr`at ist broj na molekuli.
V = const x n
n = koli~estvo na gas
Koli~estvo na bilo koja supstanca (g) koe e ednakvo na molekulskata masa se narekuva
mol. Brojot na molekulite vo eden mol supstanca e 6,022 x 1023 (Avogadrov broj) Spored toa,
eden mol gasovite pod isti uslovi zazemaat ednakov volumen i toj iznesuva 22,4 dm3..
Ravenka na sostojbata na idealen gas. So kombinirawe na predhodnite tri zakoni
se dobiva izraz vo koj vleguvaat site tri veli~ini koi ja opredeluvaat sostojbata na gasot (p,
V i T) i toj izraz se narekuva ravenka za gasna sostojba:
V1p1
V2p2
------- = -------T1
T2
Vopo
= --------- = konstanta
273,15
Ako koli~estvoto na gasot e ednakvo na eden mol, izrazot Vopo/273,15 e konstantna
veli~ina bidejki po ozna~uva normalen pritisok, a Vo }e ima ista vrednost bidejki eden mol
od koj bilo gas pod normalni uslovi zazema eden ist volumen. Spored toa, za 1 mol od bilo koj
gas va`i:
V0 p 0
R
273,15
kade R e univerzalna gasna konstanta.
23
pV
R
T
ili
pV = RT
Ovaa ravenka se narekuva Klajperonova ravenka ili ravenka za sostojbata na idealen
gas.
Ako koli~estvoto na gasot (broj na molovi) go ozna~ime so n, toga{
n
pV = nRT
pV
m( g )
М(моларна маса )
m
RT
M
Koristejki go poslednoto ravenstvo mo`e da se presmeta bil koj parametar, ako ostanatite
parametri se poznati.
Brojnata vrednost na univerzalnata gasna konstanta zavisi od toa vo koi edinici se
izrazeni prirtisokot i volumenot. Ako pritisokot iznesuva 101 325 P i temperatura 273,15 K
i volumen 22,4 dm3 (normalni uslovo na gasot), univerzalnata gasna konstanta ima vrednost
od 8,314 P m3 K-1 mol-1.
Ravenkata za idealen gas mo`e da se primeni i za realni gasovi dokolku istite se
nao|aat pod uslovi koi vo golema mera ne se razlikuvaat od idelnite. Imeno, vo voobi~aeni
laboratoriki uslovi (temperatura i pritisok), primenata na ravenkata za idealni gasovi
doveduva do nezna~itelni gre{ki, odnosno gre{ki koi se zna~itelno pomali dokolku
opredeleni parametri bi gi odreduvale eksperimentalno. Taka na pr. Molarniot volumen na
vodorod, azot, azot(II)oksid mereni pri standardni uslovi me|usebno se razlikuvaat za samo
0,1%. Od site realni gasovi, vodorodot se odnesuva najidealno. Me|utoa, gre{kite pri
sekojdnevni, eksperimentalni merewa bi bile mnogu pogolemi od 0,1%, {to ni ovozmo`uva
vo najgolem broj slu~ai za presmetka da gi koristime zakonite za idealni gasovi.
Vo uslovi na visok pritisok i niski temperaturi mora da se primeni ravenkata za
sostojbata realni gasovi, t.n. Van-der-Vals-ova ravenka koja gi zema vo obzir privle~nite
sili me|u molekulite kako i volumenot na molekulite.
Ako sekoj molekul od realniot gas ima svoj odreden volumen (b), vkupniot volumen na
molekulite (Vm) zavisi od nivniot broj, odnosno iznesuva bn, kade b e konstanta
karakteristi~na za sekoj gas.
Vm = b x n
Volumenot na prostorot vo koj se dvi`i realniot gas e pomal za Vm i iznesuva V- bn.
Prisustvoto na me|umolekulski privle~ni sili doveduva do namaluvawe na udarnata
sila na molekulot na yidovite na sadot ima za posledica namaluvawe na merniot pritisok.
Pored toa, zaradi me|usebnoto privlekuvawe molekulite sozdavaat agregati so {to se
namaluva brojot na ~esti~ki, a so toa i pritisokot na gasot. Privle~nata sila me|u
molekulite e srazmerna so brojot na molekulite, i onie koi deluvaat na yidot na sadot i
onie koi neposredno deluvaat na tie molekuli. I dvata broja na molekuli se srazmerni so
gustinata na gasot, pa silata koja se javuva nasproti udarot na yidot na sadot e srazmerna so
gustinata na gasot, odnosno,
F = a x 2
kade a e konstanta. Ako gustinata na gasot e broj na molekuli na edinica volumen n/V , toga{
silata koja se javuva nasproti udarot na molekulot na yidot na sadot e:
24
n
F a( ) 2
V
Spored ova, vrednosta za pritisokot na gasot treba da se zgolemi za ovaa vrednost.
Ako se zemat vo predvid navedenite vlijanija, ravenkata za sostojbata na realnite
gasovi, Van-der-Vals-ovata ravenka glasi:
(p
an 2
)(v bn ) RnT
V2
Van-der-Vals-ovite konstanti (a,b) se karakteristi~ni veli~ini za sekoj gas i mo`e da se
najdat vo literaturata kako tabli~ni vrednosti. Koga a i b se ednakvi na nula predhodhata
ravenka preo|a vo ravenka za sostojbata na idealen gas, i obratno, kolku e vrednosta za ovie
konstanti pogolema tolku gasot pomalku se odnesuva kako idealen gas.
Metodi za opredeluvawe na relativna molekulska masa
Za opredeluvawe na relativna molekulska masa postojat dve mo`nosti. Ednata e
opredeluvawe na relativna molekulska masa na gasovi preku nivnata relativna gustina so
primena na ravenkata za sostojbata na idealen gas. Drugata mo`nost e opredeluvawe na
relativna molekulska masa na supstanci koi se preveduvaat vo rastvor, i se sni`uva naponot
na parea na rastvoruva~ot.
Opredeluvawe na relativna molekulska masa preku relativna gustina
Relativnata gustina vo opredeleni uslovi (temperatura i pritisok) predstavuva odnos me|u
masata i volumenot na gasot, odnosno
m(g; kg)
V(dm 3 ; m 3 )
m
m RT
pV RT M
M
V p
pV nRT;
n
m( g )
mol
M(g / mol)
о d kade sledi
М
RT
p
Opredeluvawe na relativna molekulska masa na parea
Golem broj na te~ni ili cvrsti supstanci mo`e da se prevedat vo parea so poka~uvawe
na temperaturata ili sni`uvawe na pritisokot, pa so primena na predhodnoto ravenstvo
mo`e da se opredeli relativnata molekulska masa na pareata preku nejzinata relativna
gustina. Me|utoa, pareite ne se pokoruvaat na zakonite za idealni gasovi pa poradi toa
dobienite vrednosti za relativnata molekulska masa se samo pribli`ni. Vo ovoj slu~aj se
postapuva taka {to so kvantitativna hemiska analiza se opredeluva relativniot odnos na
elementite vo ispituvanata supstanca, t.e. se opredeluva najednostavnata hemiska formula
so koja go dobivame odnosot na elementite vo najmali broj~ani vrednosti. Od poznatite
vrednosti za relativnata atomska masa na elementite spored najednostavnata formula ja
presmetuvame molarnata masa. Odnosot me|u pribli`nata molekulska masa dobiena preku
relativnata gustina i presmetanata molarna masa spored najednostavnata formula ni ja dava
vrednosta na celobojniot umno`ok. Ovoj broj go mno`ime so presmetanata molarna masa i ja
dobivame vistinskata vrednost za relativnata molekulska masa.
Pr. Pribli`na molekulska masa na benzen e 77g/mol
Molarna masa spored najednostavna formula e 13,019 g/mol
77 / 13,019 5,96 6
Vistinska relativna molekulska masa 13,019 x 6 = 78,114 g/mol.
25
Примери
1. Еден резервоар содржи CO2 на температура од 27°С и притисок P = 3 x106 Pa. Да се пресмета
притисокот на гасот ако резервоарот се загрее на температура од 100°С, а волуменот остане
константен.
Решение:
t 1 27 C 300K
p1 p 2
T1 T2
t 2 100 C 373,15K
p1 3 10 6 Pa
p2 ?
p2
p1T2
3,73 10 6 Pa
T1
2. При стандарден притисок и t = -20°C, еден гас завзема волумен од 1L. Да се пресмета
притисокот на гасот ако 0,5L гас се наоѓаат на температура од 40°C.
Решение:
p1 101325 Pa
p2 ?
T1 253K (20 C)
T2 313K (40 C)
V1 1L 1dm 3
V2 0,5L 0,5dm 3
p1V1 p 2 V2
p VT
p 2 1 1 2 251880 Pa 251,8 kPa
T1
T2
T1V2
3. Во еден сад со V=2dm3 на температура од 273К има 10 g O2. Да се пресмета притисокот
во садот.
Решение:
V 2dm 3 2 x10 3 m 3
T 273K
m(O 2 ) 10g
n (O 2 )
10g
0,3125mol
32g / mol
p x V n xR xT
pxV
m
nRT
RT p
353 956 Pa
M
V
26
4. Да се пресмета масата на NO која на температура од 298 К и притисок од 121,6 кРа
завзема волумен од 500cm3.
Решение:
T 298K
p 121600Pa
V 500cm 3 500 x10 6 m 3
M( NO) 30g / mol
pV nRT n
pV 121600Pa 500 10 6 m 3
RT 8,31m 3 mol 1 K 1 Pa x 298K
0,024mol
m( NO) n M 0,736g
5. Колку изнесува моларната маса на гасот ако 250cm3 од тој гас на температура од 22°C
и притисок од 102,4 кРа има маса од 0,3134 g ?
Решение:
V 250cm 3 250 10 6 m 3
p 102400 Pa
T 295K
m 0,3134g 0,3134 10 3 kg
pV
m
mRT
RT M
0,03013kg / mol 30,13g / mol
M
pV
6. Еден гас со температура од 30°C е преведен во друг сад кој има двапати поголем
волумен. На која температура треба да се загрее гасот?
Решение:
T1 303K
V1 V2
TV
T 2V
T2 1 2 1 1
T1 T2
V1
V1
V2 2V1
T2 ?
T2 2T1
T2 606K
7. Волуменот на некој гас собран над површината на водата изнесува 1 dm3 на
температура од 293 К и притисок од 101 325 Ра. Парцијалниот притисок на водената
пареа на дадената температура е 2333 Ра. Да се пресмета волуменот на сувиот гас при
истата температура и притисок.
Решение:
p1 p p H2O 101325Pa 2333Pa 98992Pa (парцијален притисок на сувиот гас)
27
p 101325Pa
V1 1dm 3
pV
p p1
V1 1 0,976 dm 3
V V1
p
p1 98992
V1 ?
8. Колкав волумен завземаат 2 x 1023молекули на амонијак на температура од 400°C и
притисок од 113,3 кРа?
Решение:
T 400 C
p 113300 Pa
N( NH 3 ) 2 10 23
n
N
Na
pV
N
NRT
RT V
0,00975 m 3 9,75 dm 3
Na
pNa
9. Колку молекули содржи 1 mm3 на идеален гас при стандардни услови?
Решение:
V 1 mm 3 1x10 9 m 3
VN a
V
N
N
2,68 1016
Vm N a
Vm
T 273K
p 101325 Pa
молекули
10. Еднакви волумени на некој гас и азот при исти услови имаат маси: m(X)=0,69 g и
m(N2)=0,42 g. Да се пресмета релативната молекулска маса на непознатиот гас.
Решение:
pV nRT
m
p x Vx x RTx
Mx
Vx VN 2
p x p N2
Tx TN 2
p N 2 VN 2
m N2
M N2
(1)
RTN 2
(2)
Равенките (1) и (2) се изедначуваат од каде што следува:
m N2
mx
M x M N2
0,69g
0,42g
M x 46g / mol
Mx
28g / mol
28
11. Колку молекули на CO2 има во 1L воздух со (CO 2 ) 0,03% , при стандардни услови?
Решение:
p 101325Pa
T 273K
V 1 10 3 m 3 1dm 3
VCO2
(CO 2 )
VCO2 0,0003 10 3 m 3 3 10 7 m 3
Vvozduh
N V 6,022 10 23 3 10 4 dm 3
V
N
N a
Vm N a
Vm
22,4dm 3
8,06 1018
молекули
12. Колкава е густината на CO2, CO и N2 во однос на водородот при истата температура и
притисок(релативна гасна густина)?
Решение:
T1 T2
m
m
pM
RT;
M
V
RT
1 p1 M1 RT2
M
1 1
2
RT1 p 2 M 2
2 M 2
1
d (релативна гасна густина)
2
CO2 M CO2 44
d H 2 (CO 2 )
22
H2
M H2
2
pV
p1 p 2
28
14
2
28
d H2 ( N 2 )
14
2
d H 2 (CO)
13. Да се одреди релативната молекулска маса на некој гас ако неговата релативна
густина во однос на воздухот е 0,587.(Mrвоздух=29 според просечен процентуален
состав).
Решение:
d
M rx
M rvozduh
0,587
M rx
M rx 0,587 29 17
29
29
14. Колку изнесува релативната густина на воздухот на температура од 30°C и притисок
110 кРа?
Решение:
pM 110 000Pa 0,029kg / mol
1266,91g / m 3 1,2669 10 3 g / cm 3
3
1
1
RT
8,31Pa m K mol 303K
15. При реакција на некој двовалентен метал со киселина со добиваат 420 cm3 H2 при
стандардни услови. Да се одреди моларната маса на металот.
Решение:
m(M e2 ) 0,75g
V(H 2 ) 420 x10 6 m 3
T 273K
p 101325Pa
M e2 2HA sol H 2
n (M e2 ) n (H 2 )
pV
m
m(M e2 )RT 0,00075kg 8,31Pa K 1 m 3 mol 1 273K
RT M(M e2 )
40g / mol
M
pVH 2
101325Pa 420 10 6 m 3
16. На која температура 5,0 грами хлор со волумен 1 dm3 врши притисок од 151,95 kPa?
Решение:
m(Cl 2 ) 5,0g
M (Cl 2 ) 71g / mol
pV
p 151950Pa
pVM(Cl 2 )
m
RT T
260K
M
m(Cl 2 )R
V 1 *10 3 m 3
17. Притисокот на некој гас кој завзема волумен од 2 dm3 изнесува 116,7 kPa. Колкав ќе
биде притисокот ако гасот се компримира да волумен од 1,5 dm3, а при тоа
температурата е константна?
Решение:
V1 2 dm 3
V2 1,5 dm 3
p1 116,7 kPa
p2 ?
p1 V1 p 2 V2 p 2
p2
p1 V1
V2
116700Pa 2dm 3
1,5dm 3
155600 Pa 155,6kPa
30
18. На температура од 15°С одредена количина на гас завзема волумен од 550cm3. Колкав
волумен ќе завземе гасот на температура од 100°С, ако притисокот не се менува?
Решение:
V1 550cm 3 0,55dm 3
t 1 15 C 288 K
t 2 100 C 373 K
V2 ?
V1 V2
VT
V2 1 2
T1 T2
T1
0,55 dm 3 373K
V2
288K
0,712dm 3 712cm 3
19. На температура од 30°С и притисок од 99,97 kPa, волуменот на гасот изнесува 5,3dm3.
Колкав волумен ќе завзема истиот гас на температура од 34°С и притисок од 102 kPa?
Решение:
t 1 30 C 303K
t 2 34 C 307K
p1 97,99kPa 97990Pa
p 2 102kPa 102000Pa
V1 5,3dm 3
p1 V1 p 2 V2
p VT
V2 1 1 2
T1
T2
T1 p 2
V2
97900Pa 5,3dm 3 303K
307K 102000Pa
5,025dm 3
V2 ?
20. За колку степени треба да се загрее некој гас кој се наоѓа затворен во сад на
температура од 4°С, за да неговиот притисок се зголеми два пати?
Решение:
t 1 4 C 277K
p 2 2p 1
p1 p 2
Tp
2p x 277K
T2 1 2 1
554K
T1 T2
p1
p1
554K 277K 277K
31
Задачи за вежбање
1. Во сад чиј волумен изнесува 4dm3, се наоѓаат 12 g од некој гас на температура од 278
К. Под кој притисок се наоѓа гасот, ако 1,1 dm3 од овој гас под нормални услови има
маса од 1,98 g?
2. 487 cm3 од некој гас има маса од 1 g под нормални услови. Да се пресмета релативната
молекулска маса на тој гас.
3. Под притисок од 257кРа и температура од 340К, 2g од некој гас завзема волумен од
500cm3. Колку изнесува релативната молекулска маса на тој гас?
4. Волумен од 2dm3 од некој гас врши притисок од 95 кРа. Колкав притисок ќе врши
гасот ако, при истата температура, се компримира до 1,5dm3?
5. Да се пресмета масата на гасот,чии 6 dm3, на температура од 310 К врши притисок од
95 кРа, ако се знае дека 1 dm3 од тој гас(ст.услови) има маса од 1,34 g.
6. Да се пресмета масатa на 20 dm3 CO2 ако гасот се наоѓа на температура од 303 К и
притисок од 105 кРа.
7. Колкава маса на кислород може да се собере во сад со волумен од 28 dm3 на
температура од 300 К и притоа садот може да издржи притисок од 610 кРа?
8. На која температура 3,0 g N2 во сад со волумен 1,5 dm3 врши притисок од 127 кРа?
9. Сад со волумен од 30 dm3 може да издржи притисок од 650 kPa. Да се пресмета масата
на кислород која овој сад може да ја собере ако температурата изнесува 250 К.
10. Да се пресмета масата на водород која може да се собере во сад чиј волумен изнесува
25,75 dm3 на температура од 298 К и притисок од 98,53 кРа.
11. Да се пресмета волуменот кој го завземаат 5,1 x 1023 молекули на хлороводород, ако се
наоѓа на температура од 393 К и притисок од 105 кРа.
12. Одредено количество на гас завзема волумен од 1,5 dm3 при притисок од 500 кРа.
Колкав ќе биде притисокот на тој гас ако истата количина на гас се наоѓа во сад со
волумен од 5 dm3 при константна температура?
13. Колкава е масата на кислород кој завзема волумен од 135 dm3 на температура од 285
К и притисок од 202,6 кРа?
14. Да се пресмета притисокот кој го вршат 32,8 g азот кој се наоќа на температура од 278
К и во сад чиј волумен изнесува 8 dm3.
15. Волумен од 3 dm3 кислород се наоѓаат на температура од 293 К и притисок од 303,9
кРа. Колку атоми на кислород има во овој волумен од гасот?
16. Колку мол молекули амонијак се наоѓаат во 1,8 dm3, ако гасот се наоѓа на температура
и притисок од 202,6 кРа?
32
17. Да се пресмета волуменот кој ќе го завземе водород(во cm3) ако 270 cm3 од тој гас се
загрее од 300 К на 393 К.
18. На температура од 293 К и притисок од 303,9 кРа, определен волумен од некој гас
изнесува 22,4 dm3. Колкав ќе биде волуменот на тој гас ако тој се наоѓа на
температура од 273 К и притисок од 202,6 кРа?
19. Ако 1,926 g вода на 373 К завзема волумен од 2 cm3, да се пресмета волуменот на
добиена водена пареа која е добиена со преведување на водата во водена пареа на
истата температура.
20 . Да се пресмета релативната маса на еден двовалентен метал, ако 4,0 g од тој метал од
киселина истиснуваат 1,08 dm3 водород, мерен на температура од 297,2 К и притисок
од 140 кРа.
21. Смеса од гасови се состои од 40 волуменски проценти азот и 60 волуменски проценти
јаглерод диоксид. Вкупниот притисок на смесата изнесува 250,6 кРа. Да се пресметаат
парцијалните притисоци на секоја од компонентите во смесата.
22. Колкава маса завземаат 10 dm3 Cl2, ако се наоѓа на температура од 17°С и притисок од
99,2кРа?
23. Еден грам од некој гас на температура од 100°С и притисок од 98,2 кРа завзема
волумен од 982,2 cm3. Колкава е релативната молекулска маса на тој гас?
24. За колку степени треба да се загрее некој гас кој се наоѓа затворен во сад на 0 °С, за да
неговиот притисок се зголеми 5 пати?
25. Да се пресмета релативната молекулска маса на непознат гас ако 2 dm3 од овој гас има
маса од 2,314 g, а истиот волумен на водород под исти услови има маса од 0,178 g .
26. Да се пресмета релативната молекулска маса на непознат гас ако 400 cm3 од овој гас
има маса од 1,269 g, а 800 cm3 воздух под исти услови има маса од 1,036 g .
27. Релативната густина на некој гас во однос на азотот изнесува 1,57. Колкава маса
имаат 200 cm3 од тој гас, на притисок од 91,17 кРа и температура од 137°С?
28. Во сад со волумен од 1200 cm3 на температура од 290 К притисокот на гасот изнесува
120кРа. За колку cm3 ќе се намали волуменот на гасот, ако при константна
температура, притисокот се зголеми за една третина?
29. Притисокот на неон во сад со подвижен клип на температура од 25°С изнесува 30 кРа.
Да се пресмета масата на неон во садот, ако при зголемување на притисокот за 5,5кРа,
на иста температура, волуменот се намалува за 3,2 dm3.
30. Да се пресмета масата на аргон кој се наоѓа во затворен сад со волумен од 20 dm3 и на
температура од 27°С. При зголемување на температурата за 20°С, притисокот на
гасот се зголемил за 4 кРа.
33
Решенија на задачите за вежбање
1) 171,9 кРа
2) 46,0
3) 44,0
4) 126,6 кРа
5) 6,6 g
6) 36,68 g
7) 219,3 g
8) 213,8 K
9) 300,3 g
10) 2,049 g
11) 26,36 dm3
12) 150 kRa
13) 369,37 g
14) 338,4 kRa
15) 4,5 x 1023
16) 0,124 mol
17) 353,7 cm3
18) 31,3 dm3
19) 3,27 cm3
20) 65,37
21) p (N2) = 100,24 kPa, p (CO2) = 150,36 kPa
22) се намалува за 1,4 пати
23) 32,0
24) 1365 K
25) 26,182
26) 71
27) 0.235 g
28) 300 cm3
29) 5 g
30) 19,24 g
34
Раствори
Rastvorи predstavuvaat slo`enи homogenи sistemи sostavenи od dve ili pove}e
komponenti (supstanci), koj poseduva postojan i karakteristi~en hemiski i fizi~ki sostav.
Komponentata koja e prisutna vo pogolema koli~ina se narekuva rastvoruva~, a ostanatite
komponenti se narekuvaat rastvoreni supstanci. Me|utoa, treba da se naglasi deka i samiot
rastvoruva~ mo`e da predstavuva homogena smesa od dva ili pove}e rastvoruva~i koi
me|usebe se me{aat. Spored agregatnata sostojba rastvorot mo`e da bide te~en, gasovit
(vozduh) i cvrst (leguri).Za nas najgolemo zna~ewe imaat te~nite rastvori.
Rastvorot mo`e da se razgleduva i kako disperzen sistem vo koj ednata supstanca e
dispergirana vo druga. Dispergiranata (rastvorenata) supstanca se vika disperzna faza, a
sredinata vo koja e taa dispergirana (rastvoruva~) disperzna sredina. Spored goleminata na
dispergiranite ~esti~ki rastvorite se delat na sl. grupi:
molekulski (vistinski) rastvori t.e. rastvorot sodr`i dve ili pove}e supstanci
pome{ani vo sostojba na molekulska disperzija. Goleminata na ~esti~kite kaj
vistinskite rastvori e pomala od 1 x 10-9 m.
koloidni rastvori kade goleminata na dispergiranite ~esti~ki se dvi`i od 1 - 200 x 10-9
m
• suspenzii i emulzii kade goleminata na dispergiranite ~esti~ki e nad
200 x 10-9m. Emulziite predstavuvaat homogeni sistemi sostaveni od dve te~ni fazi od koi
ednata e dispergirana vo druga, dodeka kaj suspenziite dispergiranata faza e vo cvrsta
agregatna sostojba.
Vo ovoj slu~aj }e se zadr`ime na molekulskite (vistinskite rastvori). Spored
agregatnata sostojba na rastvorenata supstanca razlikuvame voglavno tri slu~ai: rastvor na
cvrsti supstanci vo te~nost, rastvor na te~nost vo te~nost i rastvor na gas vo te~nost.
Rastvori na cvrsti supstanci vo te~nosti. Ovie rastvori nastanuvaat so me{awe
na cvsti supstanci vo te~nost. Kolkavo koli~estvo od cvrstata supstanca }e se rastvori vo
odreden rastvoruva~ zavisi od prirodata na rastvoruva~ot i rastvorenata supstanca kako i
od temperaturata na rastvorot. Pri opredeluvawe na rastvorlivosta na supstancite
voglavno va`i praviloto deka sli~no se rastvara vo sli~no, odnosno, supstancata e
rastvorliva so rastvoruva~i koi se hemiski sli~ni na nea. Taka, nepolarnite (kovalentni
soedinenija) se rastvaraat vo nedisocirani rastvoruva~i (jaglentetrahlorid, benzen), a
polarnite, jonski soedinenija se rastvaraat vo disocirani (polarni) rastvoruva~i (voda,
amonijak i sl.) Najgolem del od cvrstite jaglevodorodi i op{to golem broj od organskite
soedinenija se rastvaraat vo nepolarni organski rastvoruva~i koi se i samite jaglevodorodi.
Neorganskite soli, kako jonski soedinenija se nerastvorlivi vo organski rastvoruva~i, a se
rastvorlivi vo polarni rastvoruva~i, koi pak od svoja strana ne gi rastvaraat organskite
soedinenija. Me|utoa, ova ednostavno pravilo za rastvorlivost ne va`i sekoga{. Taka na pr.
AgClO4 e rastvorliva vo benzen, a BaSO4 (kako i mnogu drugi soli) e mnogu te{ko, prakti~no
nerastvorliva vo voda.
Eden od naj~estite rastvoruva~i e vodata, pa procesot na rastvarawe }e go razgledame
preku procesot na rastvarawe na cvrsti supstanci vo voda. Pri~inata poradi koja vodata gi
rastvara polarnite i jonskite soedinenija e taa {to vodata ima visok elektri~en dipolen
moment ( = 6,14 x 10-30 Cm). Imeno, ako stavime vo voda kristal od nekoja sol, t.e. jonski
kristal, negovite joni na povr{inata na kristalnata re{etka doa|aat vo kontakt so
dipolnite molekuli na vodata. Zaradi elektri~noto pole okolu jonite, dipolnite molekuli
na vodata se orientiraat taka {to prema pozitivniot jon e zavrten negativniot pol od
dipolniot molekul na vodata i obratno.
Koeficient na rastvorlivost. Zavisnost na rastvorlivosta od temperaturata
Rastvorlivosta na nekoja hemiska supstanca vo opredelen rastvoruva~ zavisi kako od
prirodata na supstancata, taka i od prirodata na rastvoruva~ot. Ovaa zavisnost se izrazuva
preku koeficientot na rastvorlivost. Koeficient na rastvorlivost predstavuva
maksimalno koli~estvo od edna supstanca {to se rastvara vo 100 g rastvoruva~ pri
opredelena temperatura. Toj predstavuva pokazatel za nejzinata rastvorlivost. Ako
35
koeficientot na rastvorlivost na edna supstanca vo odreden rastvoruva~ na sobna
temperatura e pomal od 0,01 g, supstancata e prakti~no nerastvorliva, ako e negovata
vrednost 0,01-1g taa e te{ko rastvorliva. Onie supstanci ~ij koeficient na rastvorlivost
za odreden rastvoruva~ na sobna temperatura se dvi`i od 1-10 g se ozna~uvaat kako
rastvorlivi, a onie kade ~ij koeficient na rastvorlivost e nad 10 g kako lesno rastvorlivi
supstanci. Apsolutno nerastvorlivi supstanci nema.
Rastvorlivosta na hemiskite supstanci zavisi i od temperaturata. Promenata na
rastvorlivosta na cvrstite supstanci so promena na temperaturata tesno e povrzana so
toplinata na rastvarawe so eden op{t princip za sekoja ramnote`na sostojba. Toj princip se
narekuva princip na Le-[atolier i glasi: Dokolku se promenat nadvore{nite uslovi na
sistemot koj se nao|a vo ramnote`a, ramnote`ata se pomestuva vo nasoka na povtorno
vospostavuvawe na prvobitnite uslovi. Od ova proizleguva slednovo: ako se zgolemi
temperaturata na sistemot ~ista supstanca - rastvor koj se nao|a vo ramnote`a pri odredena
temperatura, rastvorlivosta na ~istata supstanca }e raste dokolku pri rastvaraweto se
vrzuva toplina (endotermen proces). Imeno, so rastvaraweto cvrstata supstanca vrzuva
toplina i so toa ja namaluva poka~enata temperatura na sistemot, t.e. vospostavuva uslovi
kakvi {to bile na po~etokot. Obratno so zgolemuvawe na temperaturata na sistemot,
cvrstata supstanca }e se istalo`i (kristalizira) ako procesot na kristalizacija e
endotermen, a procesot na rastvarawe egzotermen. Promenata na rastvorlivosta so
promenata na temperaturata mo`e grafi~ki da se predstavi so kriva na rastvorlivost vo
koja na apcisata se nanesuva temperaturata (oC), a na ordinatata rastvorlivosta (g/100 ml
rastvoruva~.)
Golemite promeni na pritisokot imaat vlijanie vrz rastvorlivosta na cvrstite
supstanci. Me|utoa, vo praktikata se raboti za mnogu mali promeni na pritisokot, taka {to
toj ne predizvikuva promeni vo rastvorlivosta. Toa e pri~ina {to obi~ni se smeta deka
promenata na pritisokot ne predizvikuva promeni vo rastvorlivosta.
Rastvori na te~nost vo te~nost. Pri rastvarawe na te~nost vo te~nost razlikuvame
tri slu~ai:
te~nostite vo potpolnost se me{aat me|u sebe (etanol i voda)
te~nosta delumno se me{a so drugata te~nost (eter i voda)
te~nostite ne se me{aat me|u sebe
Te~nosti koi vo potpolnost se me{aat me|u sebe. Vo ovoj slu~aj postoi samo edna
te~na faza koja sodr`i dve ili pove}e komponenti. Ako ovoj rastvor se oladi do stepen da
potpolno premine vo cvrsta agregatna sostojba mo`e da se dobie: ednoli~en cvrst rastvor,
smesa od ~isti cvrsti komponenti ili smesa od dve ili pove}e zasiteni cvrsti rastvori.
Pareata koja e vo ramnote`a so rastvorot na dve te~nosti (binaren rastvor) gi
sodr`i i dvete komponenti, npo sostavot na pareata sekoga{ se razlikuva od sostavot na
rastvorot. Polesno isparlivata te~nost sekoga{ polesno pominuva vo gasovita sostojba od
pore{ko isparlivata te~nost, taka da pareata sekoga{ sodr`i pogolemo koli~estvo od
polesnoisparlivata te~nost od te~nata faza.
Temperaturata na vriewe na rastvorot sostaven od dve ili pove}e te~nosti zavisi od
negoviot sostav. Pri toa postojat tri slu~ai:
1. temperaturata na vriewe na rastvorot e pome{u temperaturite na vriewe na
~istite te~nosti;
2. temperaturata na vriewe na rastvorot e nad temperaturite na vriewe na ~istite
te~nosti
3. temperaturata na vriewe na rastvorot e pod temperaturite na vriewe na ~istite
te~nosti
Podatokot za sostavot na pareata nad rastvorot kako i podatokot za temperaturata na
vriewe na istiot mo`e da se iskoristi za odvojuvawe na komponentite od rastvorot so
pomo{ na frakciona destilacija, odnosno kondenzacija
Te~nosti koi delumno se me{aat me|u sebe. Vo ovoj slu~aj te~nostite vo opredelen
koncentraciski interval davaat homogen rastvor, a nadvor od toa podra~je nastanuvaat dva
36
te~ni sloja. Edniot sloj predstavuva zasiten rastvor na komponentata A vo komponentata B,
a drugiot zasiten rastvor na komponentata B vo komponentata A.
Te~nosti koi ne se me{aat me|u sebe. Vo toj slu~aj te~nostite formiraat dva
sloja. Ako ovoj sistem se zagreva, pritisokot na pareata raste do vrednost od 0,1 Mra i potoa
te~nosta vrie. Bidejki ovoj pritisok na pareata e ednakov na zbirot na parcijalnite
pritisoci na pareite na dvete te~nosti, pritisokot na pareata na poedine~nata te~nost se
namaluva za 0,1 Mra. Poradi toa temperaturata na vriewe na ovoj sistem e poniska od
temperaturata na vriewe na najisparlivata komponenta. Na toj na~in mo`na e destilacija
na te~nosti so visoka temperatura na vriewe so pomo{ na parei na te~nost so poniska
temperatura na vriewe. Na ovoj princip se zasnova destilacijata so vodena parea koj se
koristi za pro~istuvawe na slabo isparlivi te~nosti
Rastvori na gas vo te~nost. Razli~ni te~nosti pri isti uslovi rastvaraat razli~ni
koli~estva na odreden gas. Koli~estvoto na gasot koe }e se rastvori vo opredeleno
koli~estvo te~nost zavisi od prirodata na gasot, temperaturata i pritisokot na gasot koj e
vo kontakt so te~nosta.
Vlijanie na prirodata na gasot: gasovite koi hemiski ne reagiraat so te~nosta
slabo se rastvorlivi vo istata (pr. vo voda slabo se rastvorlivi vodorod,
kislorod, azot, dodeka amonijak, hlorovodorod, sulfurvodorod se vo voda dobro
rastvorlivi bidejki reagiraat so istata)
Vlijanie na temperaturata: so zgolemuvawe na temperaturata na rastvorot,
rastvorlivosta na gasot se namaluva
Vlijanie na pritisokot na gasot. Odnosot me|u koli~inata na rastvoreniot gas i
negoviot pritisok nad rastvorot e daden so Henri-eviot zakon koj glasi;
sodr`inata na gasot rastvoren vo rastvorot pri opredelena temperatura e
pravoproporcionalen so parcijalniot pritisok na gasot nad rastvorot. Molskiot
udel (h) na gasot vo rastvorot e pravoproporcionalen so parcijalniot pritisok
(r)na gasot nad rastvorot
h = Kh . r
Квантитативно изразување на составот на растворите
Kvantitativniot (koli~inski) sostav na rastvorite (smesi) mo`e da izrazi na
slednive na~ini:
1. odnos pome|u nekoja golemina (masa m, koli~estvo supstanca n volumen V) za
komponentata (pr. B, rastvorena supstanca) ~ija sodr`ina se izrazuva i istata golemina
za nekoja druga komponenta (pr. A, rastvoruva~). Spored ova razlikuvame:
masen odnos
B,A =
molski odnos
mB
mA
r B,A =
nB
nA
volumenski odnos B,A =
VB
VA
37
Ako brojot na edinki vo eden mol na supstanca N = Na x n (kade Na e Avogadrova konstanta),
toga{ odnosot na brojot na edinki e ednakov na molskiot odnos:
nB NB
nA NA
2.
udel, t,e odnos pome|u nekoja golemina (masa, koli~estvo supstanca, volumen) za odredena
komponenta (B) na rastvorot (smesata) i istata golemina za smesata od site komponenti.
Spored toa razlikuvame:
B
masen udel (za komponenta B)
mB
m
B
m
m i
m = маса на смесата
mi = маса на секоја компонента во смесата
molski udel (za komponenta B)
xB =
n
nB
= B
n
n i
broeven udel (N = Na x n)
xB =
N
NB
= B
N i
N
volumenski udel (za komponenta B)
B =
VB
Vi
odnosno,
Spored toa, zbirot na udelite na site komponenti na rastvorot (smesata) e ednakov na 1.
Udelot predstavuva broj~ana golemina i nejzina edinica merka e brojot 1.
Bidejki udelot e broj~ana golemina, za negovo izrazuvawe ~esto se primenuvaat i broj~ani
edinici kako:
procent % = 1/100
promil %o = 1/1000
del vo milion ”ppm” = 1/106
3.
koncentracija, t.e. odnos pome|u nekoja golemina (masa, koli~estvo supstanca, broj na
edinki, volumen) za komponentata (B) i volumenot na rastvorot (V). Spored ova
razlikuvame:
masena koncentracija
molska koncentracija
brojevna koncentracija
mB
V
n
cB = B
V
B =
CB =
NB
V
38
B =
volumenska koncentracija
VB
V
Volumenskata koncentracija e sli~na na volumenskiot udel. Se razlikuvaat po toa {to
sekoga{ zbirot na volumenite na komponentite na smesata e pogolem od vkupniot volumen na
smesata.
Edinicite za izrazuvawe na koncentracijata proizleguvaat od gorenavedenite definicii.
Taka na pr. za molskata koncentracija, t.e. koncentracija vo potesen smisol od aspekt na SI
edinicite :
[c] = [n] / [V] = mol/m3 , odnosno decimalna edinica mol / dm3
^esto koristenata edinica mmol/l odnosno mmol/dm3 e ednakva na SI edinicata mol/m3 ( 1 mol =
1000 mmol i 1 m3 = 1000 dm3)
4.
molaritet (molarnost) (M,m)
t.e. odnos pome|u brojot na molovi na
rastvorenata-te komponenta-ti i masata na rastvoruva~ot:
bB =
nB
mA
kade nB e broj na molovi na komponentata B, a mA e masata na rastvoruva~ot Pri izrazuvawe
na koncentracijata na rastvorot kako molarna koncentracija, koli~estvoto na rastvorena
supstanca se izrazuva vo gram-molovi, t,e, masa na eden mol supstanca izrazena vo gramovi.
5.
normalitet (normalnost) (N)
t.e. odnos pome|u brojot na gram-ekvivalenti na
rastvorenata-te supstanca-ci i masata na rastvoruva~ot.
Gram-ekvivalentot na kiselinite se opredeluva koga nejziniot gram-mol se podeli so
baznosta na kiselinite
Pr. za H2SO4
za H3PO4
za HCl
gram -ekvivalentot iznesuva 98,08/2 = 49,04g
gram-ekvivalentot iznesuva 98/3 = 32,66 g
gram-ekvivalentot iznesuva 36,46/1 = 36.46 g
Gram-ekvivalentot na bazite se opredeluva koga nejziniot gram-mol se podeli so kiselosta
na bazite
Pr. NaOH
40/1 = 40 g
Mg(OH)2 41,32/2 = 20,66 g
Gram-ekvivalentot na solite e koli~nik me|u gram molot na solite i proizvodot od brojot
na atomite od metalot i negovata valentnost.
Pr. Na2CO3 106/2 x 1 = 53
K2SO4 184/2 x 1 = 87
6.
titar (Ti). Titar predstavuva koli~estvo od rastvorenata supstanca izrazeno vo g
vo 1 ml rastvoruva~.
Pr. titarot na 1 N HCl = 36,6/1000 = 0.03646 g/ml
Rastvorite so pogolemo koli~estvo rastvorena supstanca ~esto se narekuvaat
koncentrirani, a onie so pomalo koli~estvo - razredeni rastvori. Pri toa treba da se pravi
razlika pome|u koncentriran i zasiten rastvor, bidejki koncentriran rastvor ne zna~i i
zasiten. (zasituvaweto na rastvorot zavisi od rastvorlivosta na hemiskata supstanca vo
39
soodvetniot rastvoruva~). Taka na pr. koncentriraniot voden rastvor na BaSO4 e predstavuva
silno razreden rastvor {to e razbirlivo imajki ja vo predvid rastvorlivosta na BaSO4 vo
voda.
Примери
1. Колку грами на CuSO4 x 5H2O и колку грами на вода се потребни за приготвување на
150 грами на раствор на CuSO4 со масен удел од 0,2.
Решение:
(CuSO 4 )
m CuSO4
m r r
m CuSO4 (CuSO 4 ) x m r r
m(CuSO 4 ) 0,2 x150g 30 g
1mol CuSO 4 x 5H 2 O(249,7g / mol) 1mol CuSO 4 (159,6g / mol)
x g 30 g
m(CuSO 4 ) 46,9 g
m(H 2 O) m r r m(CuSO 4 x5H 2 O) 103,1g
2. Колку грами на NaOH се потребни за приготвување на 250 cm3 10% со густина
1,1g / cm 3 ?
Решение:
Vr r 250cm 3
( NaOH) 10% 0,1
m( NaOH) ?
m r r
m r r Vr r x 250cm 3 1,1g / cm 3 275g
Vr r
( NaOH)
m( NaOH)
m( NaOH) 0,1 275g 27,5g
m r r
m(H 2 O) 275g 27,5g 247,5g
3. 100 g NaCl растворени се во 700 g H2O. Kолку изнесува масениот удел на NaCl изразен
во %, ‰ и ppm?
Решение:
( NaCl)
m( NaCl)
100g
0,125
m r r
700g 100g
40
0,125 x100 12,5%
0,125 x 1000 = 125‰
0,125 x106=125 000 ppm
4. Во колку грами вода треба да се растворат 100 g Na2SO3 x 7H2O за да се добие 15%
раствор на Na2SO3?
Решение:
m( Na 2 SO 3 ) 100g
( Na 2 SO 3 ) 15%
m ( H 2 O) ?
M( Na 2 SO 3 x 7H 2 O) 252,15g / mol
M( Na 2 SO 3 ) 126,04g / mol
252,15g / mol Na 2SO 3 x 7H 2 O 126,04g / mol Na 2SO 3
100g Na 2 SO 3 x 7H 2 O x g Na 2 SO 3
x 49,99g Na 2SO 3
( Na 2 SO 3 )
m( Na 2 SO 3 )
m( Na 2 SO 3 )
m r r
m r r
( Na 2 SO 3 )
49,99g
333,27g
0,15
m(H 2 O) m r r m( Na 2 SO 3 x 7H 2 O) 333,27 100g 233,27g
m r r
5. Ако раствор на NaOH со густина 1,092 g/cm3 содржи 87,36 g NaOH/dm3, колку
изнесува молскиот удел (x) на растворенета супстанца, односно растворувачот?
Решение:
1,092g / cm 3
V 1dm 3
m r r 1,092g / cm 3 x1000cm 3 1092g
n
nA
;
x ( NaOH) NaOH
n r r
n r r
m( NaOH) 1092g 87,36g 1004,64g
x r ruvac
m ( H 2 O) m r r
87,36g
2,184 mol
40g / mol
1004,64g
n ( H 2 O)
55,813 mol
18g / mol
n (r r ) n ( NaOH) n (H 2 O) 57,9977 mol
n ( NaOH)
41
2,184 mol
0,0376 3,76%
57,9977mol
55,8133mol
0,9623 96,23%
57,9977mol
x ( NaOH)
x r ac
6 . Да се пресмета молскиот удел на H2SO4 во воден раствор со концентрација c( H2SO4)=
15,5mol/dm3 и густина 1,760g / cm 3 .
Решение:
c(H 2SO 4 ) 15,5mol / dm 3
c
n H 2SO 4
Vr r
n (H 2 SO 4 ) cV
n (H 2 SO 4 ) 15,5mol / dm 3 x1dm 3 15,5mol
m(H 2 SO 4 ) nM 15mol x 98,1g / mol 1521g
m r r xV 1000cm 3 x1,760g / cm 3 1760g
m(H 2 O) m r r m(H 2 SO 4 ) 239g
n ( H 2 O)
239g
13,3mol
18g / mol
x (H 2 SO 4 )
n (H 2 SO 4 )
15,5mol
0,54 54%
n (H 2 SO 4 ) n (H 2 O) 15,5mol 13,3mol
7. Масената концентрација на раствор на (NH4)2SO4 изнесува 105,7 g/dm3, а густината
1050kg / m 3 . Да се пресмета молската концентрација и молалитетот на растворенета
супстанца.
симбол за масена концентрација
c- симбол за молска концентрација
b- молалитет на растворена супстанца
B
mB
m B B xV r r
Vr r
m( NH 4 ) 2 SO 4 105,7g / dm 3 x1dm 3 105,7g
M( NH 4 ) 2 SO 4 132,1g / mol
V 1dm 3
cB
nB
V
n ( NH 4 ) 2 SO 4
c
105,7g
0,80mol
132,1g / mol
0,80mol
0,80mol / dm 3
3
1dm
Mолалитет на растворената супстанца
42
bB
nB
mA
n B 0,8mol
m r r V 1dm 3 x1050g / dm 3 1050g
m A m r r m B 1050g 105,7g ( NH 4 ) 2 SO 4 944,3g 0,9443kg
bB
0,8mol
0,85mol / kg
0,9443kg
8. Масениот удел на HCl во еден раствор изнесува (HCl) 32,1% , а истиот раствор има
густина 1,160g / cm 3 . Да се пресмета молската концентрација на HCl во растворот.
Решение:
(HCl)
m HCl
;
m r r
c
n HCl
Vr r
m r r V 1,160g / cm 3 x1000cm 3 1160g
m HCl HCl x m r r 0,321x1160g 372,36g
372,6g
10,20mol
36,5g / mol
10,20mol
10,20mol / dm 3
3
1dm
n HCl
c HCl
9. Колку изнесува масениот удел на растворената супстанца, а колку масениот удел на
растворувачот ако 175,5 g NaCl се растворени во 846 g H2O?
Решение:
175,5g
3mol
58,5g / mol
846g
n (H 2 )
47mol
18g / mol
3mol
x ( NaCl)
0,06
3mol 47mol
47mol
x ( H 2 O)
0,94
3mol 47 mol
n ( NaCl)
x NaCl
n NaCl
ni
Мешање и разредување на раствори
-
при разредување на растворот се зголемува количината(масата, волуменот,
количеството) на растворувачот, а количината(масата, волуменот,количеството) на
растворената супстанца останува непроменето
-
при мешање на два или повеќе раствори на една иста супстанца со различна
концентрација, масите односно волумените на помешаните раствори се адитивни.
43
Масата односно волуменот на добиениот раствор е еднаков на збирот од масите,
односно волумените кои се мешаат. Количината на растворената супстанца(маса,
волумен, количество) е збир на количинита на растворената супстанца од двата
раствори кои се мешаат
-
при мешање на два или повеќе раствори на различни супстанции правилото на
адитивност на важи.
Масен удел
а) Разредување
1
m B1
m1
;
2
m "B1
m2
m B1 1 m1
m
"
B1
m B1 m "B1
m "B1
m1 m H 2 O
2 m
"
2
m1 m 2
(1)
(2)
1 m1 2 m 2
1 m1 2 (m1 m H 2O )
б) Мешање на раствори
1
m B1
;
m1
2
3
m B2
;
m2
3
m B3 m B1 m B2
m3
m1 m 2
(3)
1 m1 2 m 2
m3
3 m 3 1 m1 m 2 2 ............m n n
1. Да се пресмета масениот удел на растворот добиен со разредување на 500 g 2% раствор
на NaCl со 500 g вода.
Решение:
m1 (r r ) 500g
1 ( NaCl) 2% 0,02
m(H 2 O) 500g
m 2 (r r ) m1 m H 2O 1000g
1 m1 m 2 2
2 ( NaCl)
1 m1 0,02x500g
0,01 1%
m2
1000g
2. Да се пресмета масата на водата која треба да се додаде на 200 cm3 68% HNO3 со
густина 1,4g / cm 3 за да се добие 10% раствор.
44
Решение:
1 68% 0,68
m r r V 1,4g / cm 3 x 200cm 3 280g
2 10% 0,1
m(HNO3 ) 0,68 x 280g 190,4g
m1 280cm 3 280g
1 m1 2 m 2
m 2 m 1 m ( H 2 O)
0,68 x 280 0,1(m1 m H 2O )
190,4
280 m(H 2 O)
0,1
m(H 2 O) 1904 280 1624g
3. Колку g 5% раствор на HCl и колку g 36% раствор на HCl треба да се измешаат за да се
добијат 1000 g 10% HCl?
Решение:
1 5% 0,05
2 36% 0,36
3 10% 0,1
m1 ?
m2 ?
m 3 1000g
m11 m 2 2 m 3 3
0,05(1000 m 2 ) 0,36m 2 100(1000 x 0,1)
0,31m 2 50
m 2 161,29g
m1 m 2 m 3
36%HCl
m1 1000g 161,29g 838,71g
m1 1000 m 2
5%HCl
4. Ако на раствор кој содржи 180g H2O и 58,44g NaCl се додаде вода, се добива раствор
во кој молскиот удел на натриум хлорид изнесува 0,01. Да се пресмета:
а) молскиот удел на NaCl во растворот пред разредувањето
Решение:
x NaCl
n (H 2 O) 180g / 18g / mol 10mol
n
NaCl
nr r
n ( NaCl) 58,44g / 58,44g / mol 1mol
1mol
x
0,09 9%
1mol 10mol
б) количината на додадена вода(g)
Решение:
x1n1 x 2 n 2 ;
n2 ?
n 2 n1 n(H2O)
45
0,09x11mol 0,01(n1 n H 2O )
0,99 0,01(n1 n H 2O )
0,99
99mol
0,01
n 2 n1 99mol 11mol 88mol
n1 n H 2 O
n H 2O
m H 2O 88mol x18g / mol 1584g
5. Колку L етанол со волуменски удел 74% се потребни за мешање со 5 L 90% етанол
за да се добие раствор на етанол чиј волуменски удел 84% ?
Решение:
C2H5OH
VC2H5OH
Vr r
1V1 2 V2 (разредување)
1V1 2 V2 3 V3 (мешање)
1 74% 0,74
V1 ?
2 90% 0,90
V2 5L
3 84% 0,84
V3 V1 V2 ?
1 V1 2 V2 3 (V1 V2 )
0,74V1 0,9 5L 0,84V1 4,2
4,5 4,2 0,84V1 0,74V1
V1 3L
6. При дејство на 50 cm3 раствор на HCl со воден раствор на Na2S се издвојуваат 224 cm3
при с.у. Колку изнесува молската концентрација на растворот на HCl?
Решение:
2HCl Na 2S H 2S 2NaCl
VH 2S 224cm 3 224x10 6 m 3
p 101325Pa; T 273K
n (H 2 S)
pV 101325Pa x 224x10 6
RT
273 x8,31
0,01
46
2mol HCl 1mol H 2 S
xmol HCl 0,01mol H 2 S
0,01x 2
0,02mol
1mol
0,02mol
c(HCl)
0,4mol / dm 3
3
0,05dm
n (HCl)
7. 50 cm3 раствор на H2SO4 неутрализирани се со 0,81 g Na2CO3(кристален). До кој
волумен треба да се разредат 10 dm3 од овој раствор за да се добие раствор на H2SO4 со
c=0,1mol/dm3?
Решение:
H 2SO 4 Na 2 CO 3 Na 2SO 4 H 2 CO 3
1
:
1
m( Na 2 CO 3 ) 0,81g
M( Na 2 CO 3 ) 105,99g / mol
n ( Na 2 CO 3 ) 0,0076mol n (H 2 SO 4 ) 0,0076mol
0,0076mol
c1
0,152mol / dm 3 ; V1 10dm 3
3
0,05dm
c 2 0,1mol / dm 3 ; V2 ?
V2
c1 V1 0,152x10dm 3
15,2dm 3
c2
0,1mol / dm 3
VH 2O 15,2dm 3 10dm 3 5,2dm 3
Коефициент на растворливост
1. 250 g раствор на CuSO4 заситен на 80°С, оладен е на 30°С. Колку g CuSO4 x5H2O при
тоа се исталожуваат ако растворливоста на CuSO4 на 80°С е 55 g, а на 30°С е 25 g/100 g
H2O?
Решение:
M(CuSO 4 ) 159,54g / mol
M(CuSO 4 x5H 2 O) 249,54g / mol
80 C
155g rastvor 55g CuSO 4
250g rastvor x
x 88,7 g CuSO 4 (250g 88,7g 161,3g H 2 O)
47
30 C
25g 100g H 2 O
xg 161,3g H 2 O
x 40,325 g CuSO 4
88,7g 40,325g 48,375g CuSO 4
1 mol CuSO4 x 5H2O(249,54g)→1 mol CuSO4(159,54 g)
x →48,375 g
x 75,68g CuSO 4 x5H 2 O
2. Колку g KNO3 треба да се додадат во 200 g 35 % раствор на KNO3 за да се добие
заситен раствор на 80°С? Растворливоста на KNO3 на 80°С е 168,8 g/100g.
Решение:
m(KNO3 )
m(KNO3 ) 0,35x 200g 70g
200g
m(H 2 O) 200g 70g 130g
0,35
80 C
168,8g KNO3 100g H 2 O
x g 130g H 2 O
x 219,44g KNO3
219,44 g KNO3-70 g =149,44 g KNO3
Треба да се додадат 149,44 g KNO3 за да се добие заситен раствор на 80°С.
3. Густината на заситен раствор на BaCl2 на 15 C изнесува 1,22 g / cm 3 . Да се пресмета
молската концентрација на растворот ако на 15 C растворливоста на BaCl2 е 34,5g/100g
H2O.
Решение:
M(BaCl 2 ) 208,24g / mol
1,22g / cm 3
m r r 34,5g 100g 134,5g
34,5g
0,165mol
208,24g
m
134,5g
Vr r
110,24cm 3
3
1,22g / cm
n
0,165mol
c
1,49mol / dm 3
V 110,24x10 3 dm 3
n (BaCl 2 )
48
4. Концентрацијата на заситен раствор на HgCl2 на 20 C е 0,188mol / dm 3 , а густината е
1,04 g / cm 3 . Колку грами заситен раствор може да се добие од 10 g HgCl 2 ?
Решение:
M r (HgCl 2 ) 271,59
m(HgCl 2 ) nM 0,188mol x 271,59 51,05g
51,05g HgCl 2 988,95g H 2 O
1,04g / cm 1040g / dm
m r r V 1040g
x 100g H 2 O
3
3
m(H 2 O) 1040g 51,05g 988,95g
x 5,16g / 100g H 2 O
Коефициентот на растворливост изнесува 5,16 g /100 g H2O.
5,16 g→ 105,16 g заситен раствор
10 g → x g заситен раствор
x=203,8 g заситен раствор
5. Растворливоста на KClO3 на 70°С изнесува 30,2 g , а на 30°С 10,1 g во 100 g вода.
Колку грами KClO3 се издвојува од 35 g заситен раствор на 70°С ако истиот се олади на
30°С?
Решение:
70°С
130,2 g заситен раствор → 30,2 g KClO3
35 g → x
x=8,118 g KClO3 (маса на KClO3 во 35 g заситен раствор)
m(H 2 O) 35g 8,118g 26,882g
30°С
100 g H2O→10,1 g KClO3
26,882 g H2O→ x
x=2,711 g KClO3 (маса на KClO3 која се раствора на 30°С)
8,118g(70 C) 2,711g(30 C) 5,4g
маса на исталожен KClO3
Задачи за вежбање
1. Да се пресмета масениот удел(во %) во раствор добиен со растворање на:
а) 10 g NaCl во 240 cm3 H2O
б) 10 g Na2CO3 во 240 cm3 H2O
в) 10 g Na2CO3 x 10 H2O во 240 cm3 H2O
2. а) Колку грами натриум хлорид и вода е потребно да се подготват 200g 6% раствор?
б) Колку грами натриум хлорид треба да се растворат во 200g вода за да се добие
6% раствор?
49
3. Да се пресмета масениот удел на натриум хидроксид во раствор добиен со мешање на
80 g 15% раствор на NaOH и 400 g 3% раствор на NaOH.
4. Колку грами BaCl2 e потребно да се подготват 200 cm3раствор со количинска
концентрација c=1,16 mol/dm3? Да се пресмета масената концентрација на овој раствор.
5. Да се пресмета количинската и масената концентрација на растворот кој во 200 cm 3
содржи:
а) 30 g NaCl
б) 30 g Na2CO3
в) 30 g Na2CO3 x 10 H2O
6. Колку грами на алуминиум хлорид е потребно да се подготват 460 cm3 раствор со
масена концентрација 13,35 g/dm3?
7. Колку грами на Na2S2O3 x5H2O е потребно за подготовка на 670 cm3 раствор на
натриум тиосулфат со масена концентрација 3,16 g/dm3?
8. Колку грами Cd(NO3)2 x4H2O е потребно за подготовка на 600 cm3 раствор на кадмиум
нитрат со концентрација c 0,2mol / dm 3 ?
9. Да се пресмета масената концентрација и молалитетот на следните раствори:
а) 1,8% раствор на алуминиум сулфат
б) 18,0 % раствор на алуминиум сулфат со густина 1,20g / cm 3
10. Да се пресмета масената концентрација и масениот удел на раствор на фосфорна
киселина со концентрација c 3,6mol / dm 3 и густина 1,18g / cm 3 .
11. Во 300 cm3 раствор со густина 1,09g / cm 3 се наоѓаат 0,45 mol натриум сулфат. Да
се пресмета масената концентрација и молалитетот на растворот на натриум сулфат.
12. Колку грами бакар сулфат пентахидрат и вода се потребни за подготовка на 400 g 4%
раствор на бакар(II)-сулфат? Да се пресмета количинската и масената концентрација
на добиениот раствор.
13. Во 90 cm3 растворени се 2,9 g Na2SO4 x 10H2O. Да се пресмета количинската, масената
концентрација како и масениот удел(во %) на натриум сулфат во растворот.
14. Колку грами кристален MnSO4 x 7H2O може да се добие со упарување на 727 g 30%
раствор на манган(II)-сулфат?
15. Колку dm3 16% раствор на бакар(II)- сулфат( 1,18g / cm 3 ) може да се добие од
590,5 g кристален CuSO4 x 5H2O?
16. Колку грами Na2S2O3 x5H2O е потребно за подготовка на 150 cm 3 20,4% раствор на
натриум тиосулфат? Да се пресмета количинската и масената концентрација на
растворот, ако неговата густина изнесува 1,18g / cm 3 .
50
17. Колку грами на кристален натриум сулфат Na2SO4 x 10H2O е потребен за да се
подготват 525 cm3 раствор на натриум сулфат со масена концентрација 143,42g / dm 3 .
Да се пресмета количинската концентрација и масениот удел на натриум сулфат во
растворот, ако неговата густина изнесува 1,12g / cm 3 .
18. Колку cm3 вода треба да се додадат во 4 dm3 30% раствор на хлороводородна
киселина со густина 1,15 g/cm3, за да се добие 25% раствор?
19. Колку cm3 65% HNO3 со густина 1,4g/cm3 е потребна да се подготват 820 cm3 20%
раствор со густина 1,12 g/cm3?
20. Колку cm3 вода треба да се испарат од 650 cm3 12% раствор на калиум хидроксид со
густина 1,11g/cm3 за да се добие 30% раствор?
21. Колку грами на 50% H3PO4 треба да се употребат за да се подготват 550cm3 35%
раствор со густина 1,22 g/cm3?
22. Колку dm3 гасовит амонијак(ст.услови) треба да се раствори за да се добијат 420 cm3
28,5% раствор со густина 0,90 g/cm3?
23. Колку cm3 40% HNO3 со густина 1,25 g/cm3 и вода е потребно за да се подготват 300 g
4,5% раствор на азотна киселина?
24. Колку cm3 77% раствор на сулфурна киселина со густина 1,7g/cm3 и колку cm3 вода
треба да се земат за да се подготват 550 g 15% раствор?
25. 30% раствор бил добиен откако биле отпарени 100 cm3 од 20% раствор. Колку
изнесувала првобитната маса на растворот?
26. Колку cm3 вода треба да се додадат во 270 cm3 32% раствор на калиум хидроксид со
густина 1,31 g/cm3, за да се добие 17% раствор?
27. Колку dm3 гасовит хлороводород, под нормални услови треба да се воведе во 500 cm3
вода за да се добие 16% раствор?
28. Да се пресмета молалитетот на 2,93% раствор на калиум хидроксид и на 29,3%
раствор на калиум хидроксид.
29. Колку милилитри од раствор на сулфурна киселина со концентрација 0,1 mol/dm3
треба да се додадат во 50 ml раствор на NaOH со концентрација 0,1 mol/dm3 за да се
добие 1 dm3 раствор во кој концентрацијата на H2SO4 ќе изнесува 0,05 mol/dm3?
30. Колку ml раствор на AgNO3 со концентрација 0,650 mol/dm3 е потребно за подготовка
на 250 cm3 раствор на AgNO3 со концентрација 0,423 mol/dm3?
31. Да се пресмета концентрацијата на раствор на K2SO4 добиен после упарување на 30
cm3 вода од 135 cm3 раствор од оваа сол со концентрација 0,188 mol/dm3.
32. 98,3 mg примерок од NaCl со чистота 97,9% бил растворен во 5 ml раствор. Колку
изнесува концентрацијата на добиениот раствор?
51
33. Колку g Ca(OH)2 може да се раствори во 324 ml раствор на HCl со масен удел 24,28%
и густина 1,12g / cm 3 ?
34. За потполна неутрализација на 25 ml раствор на HCl потрошени се 43,82 cm3 раствор
на Ba(OH)2 со концентрација 0,01185 mol/dm3 и 0,1g чист CaCO3. Колку изнесува
концентрацијата на растворот на HCl?
35. Колку cm3 вода треба да се додадат во 50 cm3 12% KJ, со густина 1,093 g/cm3, за да се
добие 2% раствор?
36. Колку g натриум треба да реагираат со 155 cm3 вода за да се добие раствор со
концентрација c 0,175mol / dm 3 ?
37. За потполна неутрализација на 0,678 g 98,6% NaOH се трошат 18,4 cm3 раствор на
H2SO4. Колку изнесува концентрацијата на растворот на H2SO4?
38. Да се пресмета концентрацијата на растворот на NaOH добиен со дилуирање на 112,0
cm3 48,40% раствор на NaOH, со густина 1,510 g/cm3, со 240,1 cm3 вода. Колку
изнесува масениот удел на натриум хидроксид во растворот?
39. Колку cm3 70 % HClO4 со густина 1,668 g/cm3 и колку cm3 вода треба да се помешаат
за да се добијат 300 g 28% раствор?
40. Во 105,2 cm3 50% HClO4, со густина 1,410 g/cm3, додадени се 116,6 ml вода. Да се
пресмета масениот удел на новодобиениот раствор.
41.Во 727,2 cm3 раствор на Na2CO3 со концентрација 0,6 mol/dm3 и густина 1,100 g/cm3,
додадени се 0,53 dm3 вода. Да се пресмета масениот удел на добиениот раствор.
42. Колку cm3 37,20 % HCl со густина 1,190 g/cm3 и колку cm3 вода се потребни за да се
добие 1,0 dm3 раствор со концентрација 0,5 mol/dm3?
43. Колку cm3 85 % H3PO4 со густина 1,689 g/cm3 и колку cm3 вода се потребни за да се
добие 2,0 dm3 раствор со концентрација 0,2 mol/dm3?
44. Колку cm3 37 % HCl со густина 1,19 g/cm3 се потребни за подготовка на 1 dm3 10%
раствор со густина 1,049 g/cm3?
45. Колку cm3 37 % HCl со густина 1,19 g/cm3 е потребно да се додадат во 200cm3 20%
HCl со густина 1,1 g/cm3 за да се добие 25% раствор?
46. Колку cm3 вода треба да се додадат во 300 cm3 48 % H2SO4 со густина 1,38 g/cm3 за да
се добие раствор чија концентрација изнесува 1,61 mol/dm3 и густина 1,10 g/cm3?
47. Во кој масен однос треба да се помешаат 20% и 60% раствор на глукоза за да се
подготви 30% раствор?
48. Кој волумен на 80% HNO3 со густина 1,46 g/cm3 и 14% HNO3 со густина 1,08 g/cm3
треба да се помешаат за да се добијат 200 cm3 54% HNO3 со густина 1,34 g/cm3?
52
49. Да се пресмета месениот удел (во %) на KNO3 во заситен раствор на следните
температури: 0°С, 20°С, 40°С, 60°С. Растворливоста на KNO3 е: 13,3 g(0°С), 31,6
g(20°С), 63,9 g(40°С) и 108,3 g(60°С).
50. Концентрацијата на заситен раствор на (NH4)2SO4 на 20°С е 4,06 mol/dm3, а густината
изнесува 1,247 g/cm3. Да се пресмета растворливоста на (NH4)2SO4 во 100 g вода на
20°С.
51. Растворливоста на KI на 0°С изнесува 127,8, а на 100°С е 205,8 g/100 g вода. Колку
грами заситен раствор на 100°С е потребно за да со ладење на 0°С се издвојат 200 g
KI?
52. Во колку cm3 вода треба да се растворат 20 g Al2(SO4)3x 18H2O за да се добие заситен
раствор на 50°С? Растворливоста на Al2(SO4)3 е 52,1 g/100 g вода на 50°С.
53. Колку g BaCl2 x 2H2O ќе се исталожат од 250 cm3 раствор со концентрација 1,77
mol/dm3 и густина 1,25 g/cm3, ако се олади на 0°С? Растворливоста на BaCl2 на 0°С е
31,6 g/100g вода.
53
Решенија на задачите за вежбање
1) а) 4% б) 4% в) 12%
2) а) 12 g NaCl и 188 g H2O б) 12,76 g
3) 5%
4) 48,23 g ; 241,16 g/dm3
5) а) 2,56 mol/dm3 б) 1,42 mol/dm3 в) 0,52 mol/dm3
6) 6,14 g
7) 3,33 g
8) 37 g
9) а) 18,0 g/dm3; 0,054 mol/kg б) 216 g/dm3; 0,64 mol/kg
10) 352,8 g/dm3; 29,9%
11) 213 g/dm3; 1,71 mol/kg
12) 25 g CuSO4 x5H2O и 375 g H2O; 0,25 mol/dm3; 39,98 g/dm3
13) 0,1 mol/dm3 14,2 g/dm3 , 1,42%
14) 400 g
15) 2 dm3
16) 56,67 g ; 240,6 g/dm3 ; 1,52 mol/dm3
17) 170,74 g ; 1,01 mol/dm3 ; 0,128
18) 920 cm3
19) 201,85 cm3
20) 432,9 cm3
21) 469,7 g
22) 141,95 dm3
23) 27 cm3 ; 266,25 cm3
24) 63 cm3 H2SO4 ; 442,86 cm3 H2O
25) 300 g
26) 312,1 cm3
27) 58,45 dm3
28) 0,54 mol/kg ; 7,47 mol/kg
29) 525 cm3
30) 163 cm3
31) 0,242 mol/dm3
32) 0,33 mol/dm3
33) 89,31 g
34) 0,12 mol/dm3
35) 273,25 cm3
36) 0,624 g
37) 0,454 mol/dm3
38) 0,2 ; 5,81 mol/dm3
39) 20,15 cm3 ; 279,8 cm3 H2O
40) 0,334
41) 0,05
42) 40,66 cm3 и 959,34 cm3
43) 1972,7 cm3
44) 238,25 cm3
45) 238,2 cm3
46) 959,4 cm3
47) 3:1
48) 97,76 cm3 и 111,23 cm3
49) 11,74 % ; 24,01% ; 38,99% и 51,99%
50) 75,4 g
51) 782,05 g
52) 9,98 cm3
53) 27,73 g
54
JONSKI PROIZVOD NA VODATA. rN
^istata destilirana voda prakti~no ne sproveduva elektri~na struja. Me|utoa
so najprecizni merewa e konstatirano deka molekulite na vodata se slabo jonizirani
na H+, odnosno H3O+ i OH- joni:
H 2 O H 2 O H 3 O OH
Konstantata na ramnote`a, t.e. konstantata na disocijacija na ovoj proцes e:
[ H ][OH ]
K H 2O
[ H 2 O]
Brojot na nedisocirani molekuli e tolku golem {to prakti~no toj ne se
menuva pri promena na stepenot na disocijacija i mo`e da se smeta za konstantna
vrednost, odnosno istiot mo`e da se predstavi kako molska koncentracija na vodata
na 25oC. Molskata koncentracija se dobiva so delewe na masata na 1 dm3 voda na 25oC
(1 dm3 = 997 g) i molskata masa i istata iznesuva 55,4 mola.
Ovoj proizvod na molskite koncentracii na vodorodnite i hidroksilnite joni
predstavuva konstantna vrednost na opredelena temperatura i se narekuva jonski
proizvod na vodata i iznesuva 1 x 10-14. Jonskiot proizvod raste so porast na
temperaturata bidejki se zgolemuva i disocijacijata.
^istata voda reagira neutralno {to zna~i deka koncentracijata na
vodorodnite joni e ednakva na koncentracijata na hidroksilnite joni i iznesuva 1 x
10-7. Rastvori kaj koi [H+] > [OH-] se narekuvaat kiseli rastvori, odnosno[H+] < [OH-]
bazni rastvori.
Jonskiot proizvod na vodata ima konstantna vrednost za opredelena
temperatura. Poradi toa, sekoja promena na koncentracijata na vodorodni joni vo
rastvorot }e predizvika soodvetna promena na koncentracijata na hidroksilni joni.
Ako se znae koncentracijata na eden vid joni , mo`e da se presmeta koncentracijata
na drugiot vid, poa|ajki od ravenstvoto:
[H ]
Kw
1 10 14
[OH ] [OH ]
[OH ]
и обратно
Kw
1 10 14
[H ]
[H ]
Voobi~aeno e so primena na jonskiot proizvod na voda reakcijata na rastvorot
da se izrazuva preku koncentracijata na vodorodni joni. Vo toj slu~aj:
neutralni rastvori [H+] = 10-7 mol/dm3
kiseli rastvori [H+] > 10-7 mol/dm3 (10-6, 10-3)
bazni rastvori [H+] < 10-7 mol/dm3 (10-8, 10-9)
55
Vodoroden eksponent (rN)
Za poednostavno predstavuvawe na koncentracijata na vodorodnite joni
predlo`ena e nova golemina koja e nare~ena vodoroden eksponent i predstavuva
negativen dekaden logaritam od koncentracijata na vodorodni joni izrazeni vo
mol/dm3.
pH log[ H ]
[H ] anti log pH
Eksponentot za izrazuvawe na koncenracijata na vodorodni joni se ozna~uva so
rN, dodeka eksponentot za izrazuvawe na koncentracijata na hidroksilni joni se
izrazuva kako rON.
So pomo{ na vodorodniot eksponent, kiselosta, odnosno baznosta na nekoj
rastvor se karakterizira na sl. na~in:
neutralen rastvor, rN = 7
kisel rastvor, rN < 7
bazen rastvor, rN > 7
Za opredeluvawe na kiselosta ili baznosta na rastvorite mo`e da se koristat
indikatori koi predstavuvaat slabi organski kiselini ili bazi ili nivni soli ~ija
boja zavisi od koncentracijata na vodorodnite joni vo rastvorot. Istite vo voden
rastvor disociraat pri {to nedisociraniot molekul i jonskiot oblik se
karakteriziraat so razli~na boja.
Mehanizmot na promena na bojata na indikatorot mo`e da se objasni preku primerot
so indikatorot metil oran` (HA) koj predstavuva slaba kiselina. Vo voden rastvor
disocira na sl. na~in:
HA = H+ + Acrvena
`olta
Ako na ovoj voden rastvor se dodade kiselina, spored principot na Le [atolier }e
se suzbie disocijacijata na indikatorot. Dodadeniot H+ jon }e se vrze so anjonot i
ramnote`ata }e se pomesti kon sozdavawe na nedisociran molekul so crvena boja.
Obratno, ako vo rastvorot se dodade baza, }e se pottikne disocijacijata bidejki
dodadeniot OH-jon }e se vrze so H+ jonite vo molekul na voda. Kako rezultat na
namaluvawe na koncentracijata na vodorodni joni }e se pottikne disocijacijata na
neutralnite molekuli so istovremeno zgolemuvawe na koncentracijata na `olto
oboeniot anjon
Poznavajki ja konstantata na disocijacija na opredelena kiselina ili baza
mo`e da se presmeta koncentracijata na vodorodni, odnosno hidroksilni joni vo
opredelen rastvor na kiselina ili baza so poznata koncentracija.
Taka na pr. Da se presmeta rN na 1 mol/l rastvor na CH3COOH. Konstantata na
disocijacija, odnosno jonizacija e dadena so sl. Odnos:
CH 3 COOH H 2 O CH 3 COO H 3 O
K
[CH 3 COO ][H 3 O ]
[CH 3 COOH]
56
Bidejki CH3COOH e slaba kiselina, koncentracijata na [H+] i [CH3COO-] se
mnogu mali vo sporedba na koncentracijata na nedisocirani molekuli na CH3COOH,
pa vo predhodnoto ravenstvo }e nazna~ime za [CH3COOH] = 1 mol/l. Bidejki [H+] =
[CH3COO-], predhodnoto ravenstvo go dobiva slедниов оblik:
[CH 3 COO ][H ]
K
[CH 3 COOH]
Koristejki go istiot princip mo`eme da go presmetame rN, odnosno rON na
rastvorot na nekoja slaba baza, na pr. 0,1 mol/l NH4OH.
Pri presmetuvaweto na rN vrednosta na solite, odnosno pri definiraweto
dali solta }e reagira kiselo ili bazno treba da se ima vo predvid potekloto na
solta, osdnosno ja~inata na kiselinata i bazata od koi taa nastanala i faktot deka
sekoga{ kowugiranata baza na jaka kiselina predstavuva slaba baza , kowugiranata
bazana slaba kiselina predstavuva jaka baza i obratno. Taka na pr. NH3 predstavuva
slaba baza, no negovata kowugirana kiselina, NH4+ predstavuva jaka kiselina.
Vakviot odnos me|u ja~inite na kowugiranite kiselini i bazi mo`e da se presmeta so
sl. ravenstva:
Opredeluvaweto na rN na rastvorot na nekoj amfolit mo`e da se ilustrira
preku sl. Primer. Vo rastvorot na nekoj dihidrogen fosfat se odvivaat sl. Reakcii:
(1) H2PO4- + H2O = H3O+ + HPO42- Kk = 6,6 x 10-8 mol/dm3
(2) H2PO4- + H2O = OH- + H3PO4 Kb = 3 x 10-13 mol/dm3
Bidejki Kk >> Kb, rN vrednosta na rastvorot e dirigirana od ramnote`ata (1). rN na
rastvorot }e se presmeta na identi~en na~in kako i vo predhodnite primeri,
koristejki ja vrednosta na konstantata na disocijacija.
Ako se raboti za rastvor na jak elektrolit kade elektrolitnata disocijacija
predstavuva ednonaso~na reakcija, koncentracijata na nesicoranite molekuli na
elektrolitot e prakti~no ednakva na nula. Poradi toa, koncentracijata na H+
odnosno OH- e ednakva na koncentracijata na rastvoreniot elektrolit.
57
Примери
1. Колку грами на NaOH треба да се растворат за да се добијат 250 ml раствор чии pH
изнесува pH=12,5?
Решение:
pH 12,5 pOH 14 12,5 1,5
OH anti log pOH 0,0316mol / dm
3
NaOH Na OH
n ( NaOH) n (OH )
n ( NaOH) cV 0,0316mol / dm 3 x 250x10 3 dm 3 0,0079mol
m( NaOH) n ( NaOH) xM ( NaOH) 0,316g
2. Колку пати се зголемила или намалила концентрацијата на водородни јони ако pH на
растворот се промени од 1 на 6?
Решение:
pH 1
pH 6
H 0,1mol / dm
H 10 mol / dm
3
6
3
10 1
5 пати
10 6
Концентрацијата на водородни јони се намалила за 5 пати.
3. Да се пресмета pH на раствор добиен со разредување на 25 ml раствор на HBr до 2L.
Масениот удел на HBr во растворот изнесува 0,480, а густината 1,49g / cm 3 .
Решение:
m(HBr) (HBr) xm r r 0,48 x 25ml x1,49g / ml
(HBr)
m r r V
m(HBr)
m r r
m(HBr) 17,88g
n (HBr) 0,22mol
c(HBr)
n (HBr) 0,22mol
0,11mol / dm 3
Vr r
2L
H 0,11mol / dm
3
pH log H 0,95
58
4. Колку ml од раствор на HCl со c=0,005 mol/dm3се потребни за неутрализација на смеса
од 250 ml раствор на NaOH со pH=12 и 150 ml раствор на КOH со pОH=3?
Решение:
n( HCl ) n( NaOH ) n( KOH )
n( NaOH ) ?
pH 12 ; pOH 14 12 2
OH 10
2
mol / dm 3
n( NaOH ) 10 2 mol / dm 3 x 250 x10 3 dm 3 2,5 x10 3 mol
n( KOH ) ?
pOH 3 OH 10 3 mol / dm 3
n( KOH ) 10 3 mol / dm 3 x150 x10 3 dm 3 1,5 x10 4 mol
n( HCl ) n( NaOH ) n( KOH ) 2,6 x10 3 mol
V ( HCl )
2,6 x10 3 mol
0,530 dm 3
3
3
5 x10 mol / dm
5. Колку ќе изнесува pH ако во 500 ml вода се растворат 40mg Na? Волуменот на
растворувачот е еднаков со волуменот на растворот.
Решение:
2Na 2H 2 O 2NaOH H 2
n ( Na) n ( NaOH)
n ( Na)
40x10 3 g
1,739x10 3 mol
23g / mol
c( NaOH)
1,739x10 3 mol
3,47 x10 3 mol / dm 3
3
0,5dm
OH 3,47x10
3
mol / dm 3 ; pOH 2,45
pH 14 2,45 11,55
6. Колку ќе изнесува pH на растворот добиен со мешање на 30 ml NaOH со c=0,15mol/dm3
и 45 ml HCl со c=0,11 mol/dm3?
Решение:
NaOH HCl NaCl H 2 O
59
n ( NaOH) 0,15mol / dm 3 x 0,03dm 3 0,0045mol(4,5x10 3 mol)
n (HCl) 0,11mol / dm 3 x 0,045dm 3 0,00495mol(4,95x10 3 mol)
n (HCl) n ( NaOH)
n (HCl) visok 0,00495mol 0,0045mol 0,00045mol HCl
4,5x10 4 mol
c(HCl)
6x10 3 mol / dm 3 H 6x10 3 mol / dm 3
3
3
75x10 dm
pH log H 2,22
7. 1 ml раствор содржи 6,02 x 10-18 OH- јони. Колку изнесува pH на дадениот раствор?
Решение:
n
N
6,02x1018
9,996x10 6 mol
23
N A 6,02x10
x10 mol
OH 9,996
9,99x10
1x10 dm
pOH logOH 2,0
6
3
3
3
mol / dm 3
pH 14 2 12
8. Колкава е концентрацијата на водородни јони на раствор кој во 5 dm3 содржи 1,575 g
HNO3? Колку изнесува pH на истиот раствор?
Решение:
M(HNO3 ) 63g / mol
n (HNO3 )
1,573g
0,025mol
63g / mol
HNO3 H NO3 n (HNO3 ) n (H )
c(HNO3 ) H
0,025mol
0,005mol / dm 3
5dm 3
0,005mol / dm 3 pH log H 2,30
c(HNO3 )
H
9. Да се пресмета концентрацијата на водородни, бромидни јони и pH на раствор на HBr
чија концентрација изнесува 0,001 mol/dm3, ако степенот на електролитна дисоцијација
при оваа концентрација изнесува 95%.
N- број на дисоцирани молекули
N0- број на растворени молекули
0,95
N
N0
x
x 0,00095 (дисоцирани молекули HBr)
0,001
60
HBr H Br
1
1 : 1
9,5x10
H
4
Br 9,5x10
mol / dm ; pH log H 3,02
4
mol / dm 3
10. pH вредноста на раствор на оцетна киселина со c=0,057 mol/dm3 изнесува 3,00. Да се
определи степенот на електролитна дисоцијација.
Решение:
n (H ) n (CH 3 COOH)
pH 3,00; H anti log 3,00 0,001mol / dm 3
N 0,001mol / dm 3
N 0 0,0057mol / dm 3
N
0,001
0,0175 1,75%
N 0 0,057
11. Колкава е концентрацијата на натриумови и ацетатни јони во раствор на CH3COONa
со концентрација 0,05 mol/dm3 и =97%?
Решение:
0,97
N
N 0,0485mol / dm 3
3
0,05mol / dm
CH 3 COONa Na CH 3 COO
1
1
:
[ Na ] 0,0485mol / dm 3
[CH 3 COO ] 0,0485mol / dm 3
1
а) Колку g Na+ се наоѓаат во 1 dm3 раствор?
n( Na ) 0,0485mol; Mr( Na) 23g / mol;
m( Na ) nM( Na) 1,1155g
б) Колку Na+ има во 200 cm3 од овој раствор?
0,0485mol 1dm 3
1 mol 6,022x10 23
x 0,2dm 3
9,7 x10 3 x
x 9,7 x10 3 mol (n ( Na ) / 200cm 3 )
x 5,84x10 21
12. Во 200 cm3 раствор се наоѓаат 1,2x1022 OH- јони. Колку водородни јони има во
истиот волумен на раствор?
Решение:
61
[H ][OH ] 1x10 14 mol 2 / dm 6
n (OH )
1,2x10 22
00199;
6,022x10 23
[OH ]
pH pOH 14
0,0199mol
0,0996mol / dm 3 pOH 1,0
3
0,2dm
pH 14 1 13 [H ] anti log 13 1x10 13 mol / dm 3
n
c n (H ) 1x10 13 x 0,2dm 3 2x10 14 mol
V
1mol H 6,022x10 23
2x10 14 x
x 1,2044x1010
Задачи за вежбање
1. Да се пресмета pH и pOH на следните раствори:
а) 1 x10-4 mol/dm3 HCl
б) 2 x 10-3 mol/dm3 NaOH
в) 1 x10-3 mol/dm3 HClО4
г) 1 x 10-6 mol/dm3 HNO3
2. Да се пресмета [H3O]+ и [OH-] во раствори со следните pH и pOH вредности:
а) pH=2
б) pOH=9
в) pH=2,8
г) pOH=8,2
д) pOH=6
ѓ) pOH=4,8
3. Да се пресмета [H3O]+ и [OH-] во следните раствори:
а) 0,00165 mol/dm3 HNO3
б) 0,0087 mol/dm3 KJ
в) 5,8 x 10-4 mol/dm3 HJ
4. Колку изнесува pH во следните раствори?
а) 0,0045 mol/dm3 HCl
б) 6,14 x 10-4 mol/dm3 HNO3
в) 0,00683 mol/dm3 NaOH
5. Колку изнесува pH на раствор подготвен со мешање на 24,80 cm3 HCl со c=0,248 mol/dm3
и 15,40 cm3 KOH со c=0,394 mol/dm3?
6. Да се пресмета [H3O]+ и pH во заситен раствор на Ba(OH)2 кој содржи 3,906 g
Ba(OH)2 x 8H2O во 1000 cm3 раствор.
7. Да се пресмета pH во раствор добиен со растворање на 20 cm3HCl(ст.услови) во 100 cm3
раствор.
62
8. Во 250 cm3 раствор растворени се 0,4 g NaOH и 236,3 cm3 гас HCl(ст.услови).
Колку изнесува pH во тој раствор?
9. Колку изнесува pH на раствор подготвен со мешање на 50 cm3 HNO3 со
c=0,0155 mol/dm3 и 75 cm3 KOH со c=0,0166 mol/dm3?
10. Колку изнесува pH на раствор подготвен со мешање на 2 cm3 HCl со pH=3 и
3 cm3 pаствор на NaOH со pH=10?
11. 12,50 cm3 HNO3(почетен раствор) е разблажен со вода до 500 cm3 и одредена е
концентрацијата на новонастанатиот раствор која изнесувала 0,125 mоl/dm3. Колку јони
на водород се наоѓаат во 100 cm3 од почетниот раствор?
12. 0,678 g NaOH, со чистота 88,5%, се троши за потполна неутрализација на 76,0 cm3 HCl.
Колку јони водород се наоѓаат во 1 dm3раствор од оваа HCl?
13. Колку изнесува [Na+] и [CH3COO-] во раствор на CH3COONa со c=0,05 mol/dm3,
а степенот на електролитна дисоцијација изнесува 97%?
а) Колку g Na+ се наоѓаат во 1 dm3раствор?
б) Колку јони Na+ се наоѓаат во 200 cm3раствор?
14. Колку изнесува [H+] во 0,5% раствор на CH3COOH, ако изнесува 3%?
15. Колку изнесува [H+] во раствор кој настанува со мешање на 2 dm3 0,455% раствор на
HCl и 3 dm3 раствор на NaOH со концентрација c=0,0417 mol/dm3?
16 . Колку изнесува pH на раствор подготвен со мешање на 1200 cm3 HNO3 со c=0,5 mol/dm3
и 800 cm3 KOH со c=1 mol/dm3?
17. Колку изнесува pH на раствор кој е добиен со мешање на 16 mg NaOH во 200 cm3 HNO3
чие pH изнесува 3,00? Со додавање на NaOH не доаѓа до промена на волуменот.
18. 0,028 g КOH е растворен во 100 cm3 HCl со pH=2 и е дополнето до 500 cm3 со вода. Да се
пресмета pH на новонастанатиот раствор.
19. Колку изнесува pH на раствор подготвен со мешање на 25 cm3 NaOH со pH=12 и 225 cm3
раствор на HCl со pH=3?
20. Колку cm3 раствор на HCl со концентрација 0,1 mol/dm3 треба да се додаде во
30 cm3NaOH со концентрација 0,15 mol/dm3 за да се добие раствор чие pH=2?
21. Да се пресмета pH на раствор на CH3COOH со c=0,01 mol/dm3 и 0,042 .
22. Ако pH на раствор на NaOH изнесува 12,82, а c=0,1 mol/dm3, да се пресмета степенот на
електролитна дисоцијација.
23. pH на раствор на некоја еднокисела база е 10,1, при концентрација од 0,42 mol/dm3.
Колку изнесува степенот на елктролитна дисоцијација во овој раствор?
63
24. Во 1 cm3 раствор на NaOH се наоѓаат 3,01 x 107 јони на водород. Ако степенот на
електролитна дисоцијација е 80%, да се пресмета концентрацијата во растворот на
NaOH.
25. Да се пресмета колку g CaCl2 се наоѓаат во 250 cm3раствор, ако 72% ,
а [Cl-]=0,1mol/dm3.
26.Да се пресмета степенот на електролитна дисоцијација во раствор на NaOH кој
содржи 12 g NaOH во 3 dm3 и чие pH изнесува 12,9.
27. До кој волумен треба да се разреди 2 cm3 раствор на HCl со концентрација 10 mol/dm3, за
да pH на растворот изнесува 1,5? Во разредениот раствор, HCl е потполно дисоцирана.
28. До кој волумен треба да се разреди 1 cm3 раствор на NaOH со концентрација 1,5 mol/dm3
за да pH на растворот изнесува 12,5? Степенот на елек. дисоцијација е 100%.
29. Колку g CaO треба да се додадат во 200 cm3 раствор на HCl со pH=1, за да се добие
раствор со pH=2? (HCl) 100% ; волуменот на растворот не се менува о додавањето на
CaO.
30. Колку dm3гасовит HCl на температура од 25°С и притисок од 100 кРа, треба да се воведат
во 500 cm3 раствор на NaOH со pH=12,5, за да pH се промени за една единица?
( NaOH) 100% , а со воведување на гасот не доаѓа до промена на волуменот.
31. Во 200 g раствор со густина 1,01 g/cm3се наоѓаат 4,7 g HCl. Ако pH=0,2, да се пресмета
степенот на електролитна дисоцијација.
64
Решенија на задачите за вежбање
1) pH=4; pOH=10 ; б) pH=11,30; pOH=2,70 ; в) pH=3, pOH=11 ; г) pH=6; pOH=8
2) а)
б)
в)
г)
д)
ѓ)
[H+] = 10-2 mol/dm3
[H+] = 10-5 mol/dm3
[H+] = 1,58 x 10-3 mol/dm3
[H+] = 1,58 x 10-6 mol/dm3
[H+] = 10-8 mol/dm3
[H+] = 6,31 x 10-10 mol/dm3
3) а) [H+] = 0,00165 mol/dm3
б) [H+] = 1,15 x 10-12 mol/dm3
в) [H+] = 5,8 x 10-4 mol/dm3
[OH-] = 10-12mol/dm3
[OH-] = 10-9mol/dm3
[OH-] = 6,32 x10-12mol/dm3
[OH-] = 6,3 x 10-9mol/dm3
[OH-] = 10-6 mol/dm3
[OH-] = 1,58 x 10-5mol/dm3
[OH-] = 6,06 x 10-12mol/dm3
[OH-] = 8,7 x 10-3mol/dm3
[OH-] = 1,72 x10-11mol/dm3
4) а) 2,35
б)3,21
в) 11,83
5) 2,7
6) [H3O]+ =4 x 10-13 mol/dm3 pH=12,40
7) 2,05
8) 2,65
9) 11,57
10) 3,47
11) 3 x 1023 H+
12) 1,18 x 1023 H+
13) а) [Na+] = [CH3COO-] = 4,85 x 10-2mol/dm3 б) 1,116 g
14) 2,5 x 10-3mol/dm3
15) 2,5 x 10-2mol/dm3
16) pH=13
17) pH=11
18) pH=3
19) pH=10
20) 53,33 cm3
21) pH=3,38
22) 0,67
23) 0,03%
24) 0,25 mol/dm3
25) 3,47 g
26) 80%
27) 632,9 cm3
28) 474,68 cm3
29) 0,504 g
30) 0,111 dm3
31) 0,97
в) 5,82 x 1021
65
Теорија за електролитна дисоцијација. Хидролиза
U{te vo po~etokot na 19. vek se znaelo deka vodenite rastvori na solite
sproveduvaat elektri~na struja. Toga{ se veruvalo deka elektri~noto pole doveduva
do delewe na neutralnata ~estica na pozitivni i negativni nositeli na
elektricitet, koi Faradej gi narekol joni. Denes se znae deka iako vodata
predstavuva slab provodnik na elektricitet, vodenite rastvori na kiselini, bazi i
soli se dobri provodnici na elekri~na struja. Od druga strana, najgolem del od
organskite soedinenija kako i nivnite vodeni rastvori (alkoholi, etri, jagleni
hidrati) ne sproveduvaat elektri~na struja. Vrz osniova na ovie karakteristiki site
supstanci se podeleni na elektroliti i neelektroliti. So ponatamo{no prou~uvawe
na osobinite na razredeni rastvori na elektroliti zabele`ano e deka osmotskiot
pritisok, sni`uvaweto na temperaturata na mrznewe i poka~uvaweto na
temperaturata na vriewe ne odgovaraat na nivnata relativna molekulska masa, tuku
odstapuvawata dvojno, trojno odnosno pove}e kratno pogolemi. Imeno, spored
Raulovite zakoni, sni`uvaweto na temperaturata na mrznewe, odnosno poka~uvaweto
na temperaturata na vriewe na rastvoruva~ot so rastvarawe na opredelena supstanca
e direktno proporcionalna so molariteteot na rastvorot odnosno so brojot na
molovi na rastvoreni vo 1 kg rastvoruva~. Toa zna~i deka 1 mol glikoza ili 1 mol
etanol }e predizvikaat isto sni`uvawe na temperaturata na mrznewe na vodata. Od
predhodnoto mo`e da se zaklu~i deka ovie koligativni osobini zavisat od brojot na
~esticite na rastvorenata supstanca prisutni vo rastvorot, a ne od nivnata priroda.
Bidejki koligativnite osobini na rastvorite na elektroliti ne se pokoruvaat na
Raulovite zakoni, odnosno pove}ekratno odstapuvaat, se do{lo do zaklu~ok deka
istoto se dol`i na pojavata na nastanuvawe na joni vo rastvorot u{te pri samoto
rastvarawe na elektrolitot vo voda, e ne pri sproveduvawe na elektri~na struja niz
rastvorot.
Vrz osnova na rezultatite dobieni so prou~uvawe na elektrolizata na
razli~ni rastvori, Arenius ja postaviva teorijata na elektrolitna disocijacija so
koja gi objasniva gorespomnatite pojavi. Su{tinata na ovaa teorija mo`e da se izrazi
preku sl. postavki:
pri rastvarawe vo voda molekulite na elektrolitite se razlo`uvaat (disociraat)
na pozitivno i negativno naelektrizirani ~estici-joni. Pozitivni joni (katjoni)
davaat vodorod, metalite, amonium grupata, dodeka negativni joni (anjoni) davaat
ostatocite od kiselinite, bazite i vodata. Koli~estvoto na pozitiven naboj e
ednakvo na koli~estvoto na negativen naboj, taka {to rastvorot na elektrolitot
e elektroneutralen. Istovremeno so procesot na disocijacija na elektrolitot se
vr{i i obraten proces- soedineuvawe na negovite joni (molarizacija). Poradi toa
procesot na elektrolitna disocijacija predstavuva reverzibilen proces
pod dejstvo na elektri~na struja pozitivno naelektriziranite joni (katjoni) se
dvi`at kon negativno naelektriziranata elektroda (katoda), a negativno
naelektriziranite joni (anjoni) kon pozitivno naelektriziranata elektroda
(anoda). Pri kontakt na jonite so soodvetnata elektroda istite se neutraliziraat
i preminuvaat vo neutralni atomi ili atomski grupi.
site elektroliti ne disociraat na joni do ist stepen. Stepenot na elektrolitna
disocijacija zavisi od prirodata na elektrolitot, od negovata koncentracija,
prirodata na rastvoruva~ot i od temperaturata.
Vo ponovo vreme e doka`ano deka Areniusovata teorija, strogo zemeno, va`i samo za
t.n. slabi elektroliti kako {to se HCN, CH3COOH, NH4OH i dr. Vo vodenite
66
rastvori na ovie elektroliti pored jonite se nao|aat i nedisocirani molekuli i
pome|u niv se vospostavuva ramnote`a.
NH4OH = NH4+ + OHVo razredeni rastvori na t.n. jaki elektroliti (HCl, HNO3, KOH, KCl) spored
sovremenata elektroliti~ka teorija postojat samo joni, no ne i molekuli, odnosno
disocijacijata odi do kraj i istata predstavuva ednonaso~na reakcija.
HCl ----- H+ + ClElektrolitnata disocijacija nastanuva vo rastvor poradi vzaemno dejstvo me|u
molekulite na rastvoruva~ot i ~esticite na rastvorenata supstanca (elektrolit),
pri {to zna~ajno vlijanie ima vidot na hemiskata vrska kako i strukturata na
molekulot na rastvoruva~ot i na rastvorenata supstanca.
Disocijacija na jonski soedinenija, odnosno na elektroliti koi vo
kristalnata re{etka ve}e sodr`at joni se sostoi vo razgradba na kristalnata
re{etka i raskinuvawe na jonskata vrska pod dejstvo na polarnite molekuli na
vodata i hidratacija na nastanatite joni. Elektri~nata provodlivost na rastvorot na
elektrolitot se dol`i na dvi`eweto na hidratiranite joni niz rastvorot.
Podvi`nosta na hidratiranite joni zavisi od brojot na molekulite na voda so koi se
istite vrzani, Brojot na asociranite molekuli na voda zavisi od goleminata na jonot.
Kolku e toj broj pogolem do tolku e podvi`nost a na jonot pomala.
Disocijacijata na soedinenijata so polarna kovalentna vrska se vr{i
istovremeno so nivnoto rastvarawe pri {to nastanatite joni se hidratiraat. Vo ovoj
slu~aj polarnite molekuli na vodata se pribli`uvaat so svojot negativen pol kon
pozitivniot pol na polarno-kovalentnoto soedinenie so {to se raskinuva
kovalentnata vrska so istovremeno gradewe na joni na elektrolitot. Paralelno so
sozdavaweto na joni se vr{i i nivna hidratacija. Bidejki pri rastvarawe na
kovalentnite molekuli vo voda istovremeno doa|a do sozdavawe na joni, ovoj proces
se narekuva jonizacija.
Disocijacijata na soedinenija so nepolarna kovalentna vrska e tolku
nezna~itelna da prakti~no ne postoi. Taka na pr. pri rastvarawe na {e}er vo voda
kristalite na ovaa supstanca se razgraduvaat do molekul, a ne nastanuvaat joni.
Poradi toa vodenite rastvori na {e}er, karbamid(urea), i dr. organski supstanci ne
sproveduvaat elektri~na struja.
Osven voda, elektrolitite mo`e da se disociraat i vo drugi polarni
rastvoruva~i, na pr. etanol, aceton, benzen, no zna~itelno vo poslaba mera vo
zavisnost od polarnosta na molekulite na rastvoruva~ot, odnosno vo zavisnost od
negovata dielektri~na konstanta.
Kvantitativna merka za ja~inata na elektrolitot e stepenot na disocijacija.
Stepen na disocijacija () predstavuva odnos me|u brojot na disocirani molekuli
na joni (N) i vkupniot broj na rastvoreni molekuli (No):
N
=
N0
Ako N = 0, = 0, odnosno rastvorenite molekuli na supstancata voop{to ne se
disocirani na joni i istata se narekuva neelektrolit. Dokolku ima vrednost me|u 0
i 1 , stanuva zbor za rastvor na elektrolit.
Stepenot na disocijacija zavisi od prirodata naelektrolitot, prirodata na
rastvoruva~ot, temperaturata i koncentracijata.
67
Spored vrednosta za stepenot na disocijacija, elektrolitite se podeleni vo sl.
kategorii:
slabi elektroliti so stepen na disocijacija <3% vo 0,1 mol/dm3 rastvor
elektroliti so sredna ja~ina so stepen na disocijacija od 3 - 30%
jaki elektroliti ~ij stepen na disocijacija >30% vo 0,1 mol/dm3 rastvor.
Jaki elektroliti se naj~esto soedinenija so jonska vrska (soli, bazi na
zemnoalkalni metali, nekoi neorganski kiselini (HNO3, H2CO3, HCl, HBr). Kaj jakite
elektroliti, stepenot na disocijacija ne se menuva zna~itelno so promena na
koncentracijata na elektrolitot.
Slabi elektroliti se supstanci so polarna - kovalentna vrska so delumen
jonski karakter. Kolku e poizrazen jonskiot karakter na vrskata do tolku
disocijacijata e poizrazena. So promena na koncentracijata, t.e. so razreduvawe na
rastvorite na slabite elektroliti stepenot na disocijacija drasti~no raste, a pri
pogolemi koncentracii se pribli`uva kon nula. Vo slabi elektroliti se vbrojuvaat
amonijak, skoro site bazi osven bazite na zemnoalkalnite metali, golem broj
organski kiselini i bazi kako i nekoi neorganski kiselini (HCN, HNO2, H2S, H2CO3,
H3PO4)
Jakite elektroliti vo voda se potpolno disocirani, dodeka slabite
elektroliti se delumno disocirani i na istite mo`e da se primeni zakonot za
dejstvo na masa.
Ako se predstavi disocijacijata na nekoj op{t elektrolit AB koj vo voden
rastvor disocira na joni A+ i BAB = A+ + Bso primena na zakonot za dejstvo na masi , za konstantata na ramnote`a na ovoj
homogen sistem se dobiva:
K
[A ][B ]
[AB]
Konstantata na ramnote`a vo ovoj slu~aj se narekuva konstanta na
disocijacija i predstavuva odnos me|u proizvodot na koncentraciite na
disociranite joni i preostanatite nedisocirani molekuli koi se nao|aat vo
rastvorot.
Vrednosta za konstantata na disocijacija zavisi od prirodata na elektrolitot,
prirodata na rastvoruva~ot i temperaturata, a ne zavisi od koncentracijata na
rastvorot. Dokolku K ima pogolema vrednost, dotolku elektrolitot e pojako
disociran.
Bidejki konstantata na disocijacija ne se menuva so promena na
koncentracijata na rastvorot, istata predstavuva podobar pokazatel za ja~inata na
elektrolitot od stepenot na disocijacija. Spored vrednosta na konstantata na
disocijacija elektrolitite gi delime na sl. grupi:
mnogu slabi elektroliti
K< 10-7 mol/dm3
slabi elektroliti
10-7 mol/dm3 < K < 10-2 mol/dm3
jaki elektroliti
10-2 mol/dm3 < K < 103
mnogu jaki elektroliti
K > 103 mol/dm3
68
Disocijacijata na polibaznite kiselini i polikiselite bazi se odviva vo
pove}e stepeni i sekoj stepen na disocijacija se karakterizira so soodvetna
konstanta na disocijacija. Konstantata na disocijacija na prviot stepen ima sekoga{
najgolema vrednost.
Pome|u konstantata na disocijacija i stepenot na disocijacija na binarnite
elektroliti postoi opredelena vrska koja mo`e matemati~ki da se izrazi. Ako
vkupnata molska koncentracija na rastvoreniot binaren elektrolit se ozna~i so C,
stepenot na disocijacija (koli~estvoto na disocirani molovi) so , toga{
koncentracijata na jonite nastanati so disocijacija i koncentracijata na
nedisocirani molekuli mo`e da se izrazi na sl. na~in:
[A+] = [B-] = C x
[AB] = C- C x = C (1-)
odnosno za konstantata na disocijacija se dobiva sl. izraz:
c c 2 c
c(1 ) 1
Vrz osnova na izvedenite ravenki mo`e da se vr{i presmetuvawe na
konstantata na disocijacija na slabi elektroliti ako e poznat stepenot na
disocijacija za opredelena koncentracija na rastvor i obratno.
Ako stepenot na disocijacija na elektrolitot e mal( 0,1) , pri
presmetuvaweto bez da se napravi golema gre{ka mo`e da se zeme deka 1- e ednakvo
na edinica, so {to predhodnoto ravenstvo se sveduva na sl. izraz:
K
K = 2 x c
= K/C
[H ] K a c
Примери
1. Да се пресмета pH на раствор на CH3COONa со концентрација 0,04 mol/dm3.
KK(CH3COOH)= 1,8 x 10-5 mol/dm3
Решение:
CH 3 COOH H 2 O CH 3 COOH Na OH
Kh
K W 1x10 14
5,55x10 10 mol / dm 3
K K 1,8x10 5
[OH ] K h xc 5,55x10 10 x 0,04mol / dm 3 4,714mol / dm 3
pOH log[ OH ] 5,32
pH 8,678
69
2. Да се пресмета молската концентрација на раствор на NaNO2 ако pOH=5,52.
pKK(HNO2) = 3,35
Решение:
NaNO2 H 2O Na OH HNO2
pOH 5,52 [OH ] 3,02x10 6 mol / dm 3
pKK log K K K K 4,46x10 4 mol / dm 3
Kh
Kw
1x10 14
2,24x10 11 mol / dm 3
K k 4,46x10 4
[OH ] K h c [OH ] 2 K h c c
[OH ] 2 [3,02x10 6 ] 2
0,407mol / dm 3
11
Kh
2,24x10
3. Колку мола јони и колку јони водород се наоѓаат во 250cm3 раствор на NH4Cl со кон
центрација 0,72 mol/dm3?
Kb= 1,8 x 10-5mol/dm3
Решение:
NH 4 Cl H 2 O NH 4 OH H Cl
1x10 14
Kh
5,55x10 10 mol / dm 3
5
1,8x10
[H ] K h c 5,55x10 10 mol / dm 3 x 0,72mol / dm 3 1,99x10 5 mol / dm 3
n
n cV n (250cm 3 ) 1,99x10 5 mol / dm 3 x 0,25dm 3 4,99x10 6 mol
V
N(250cm 3 ) nN A 3x1018 H
c
4. Да се пресмета масата на NH4Cl во 500 cm3 раствор, ако pOH=9,046.
Kb=1,8 x10-5mol/dm3
Решение:
pH 14 pOH 14 9,046 4,954 [H ] 1,11x10 5 mol / dm 3
Kh
Kw
5,55x10 10 mol / dm 3
Kk
[H ] K h c c
[H ]2
0,222mol / dm 3
Kh
n ( NH 4 Cl) cV 0,222mol / dm 3 x 0,5dm 3 0,111mol HCl
m( NH 4 Cl) n ( NH 4 Cl) xM ( NH 4 Cl) 5,9 g
70
5. Во 700 cm3 раствор се наоѓаат 6,335 g KClO. Колку H+ јони се наоѓаат во тој раствор?
Kk=3,7 x 10-8mol/dm3
Решение:
KClO H 2 O K OH HClO
n (KClO)
Kh
6,335g
0,07mol
0,07mol c
0,1mol / dm 3
3
90,5g / mol
0,7dm
Kw
1x10 14
2,7 x10 7 mol / dm 3
8
K k 3,7 x10
[OH ] K h c 1,64x10 4 mol / dm 3
[H ][OH ] 1x10 14 mol 2 / dm 6 [H ]
1x10 14 mol 2 / dm 6
6,09x10 11 mol / dm 3
4
3
1,64x10 mol / dm
N(H ) 6,09x10 11 xN A 3,67 x1013
6. Да се пресмета константата на дисоцијација на слаба монобазна киселина ако водениот
раствор на нејзина натриумова сол има концентрација 0,1 mol/dm3, а pH=8,87.
Решение:
A Na H 2 O HA Na OH
pH 8,87;
pOH 5,13; [OH ] 7,413x10 6 mol / dm 3
[OH ] 2
5,495 x10 10 mol / dm 3
c
K
1x10 14 mol 2 / dm 6
KK w
1,8 x10 5 mol / dm 3
12
3
K h 5,495 x10 mol / dm
[OH ] K h c K h
Задачи за вежбање
1. Колку изнесува pH во раствор на KCN, кој во 1000 cm3раствор содржи 46,83 g од оваа
сол?
Kk(HCN) = 7,0 x 10-10 mol/dm3
2. Колку изнесува [H+] и [OH-] јони во раствор на NH4NO3 кој содржи 2,52 x 10-3mol од оваа
сол во 350 cm3раствор?
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
3. Колку изнесува pH и pOH во раствор кој содржи 5,084 g CH3COONa во 1550 cm3 раствор?
Kk(CH3COOH) = 1,8 x10-5 mol/dm3
71
4. Колку мол јони водород се наоѓаат во 750 cm3 раствор на KIO, ако масената
концентрација на растворот изнесува 20,5 g/dm3?
Kk(HIO) = 2,3 x 10-11 mol/dm3
5. Колку изнесува pH и pOH во раствор на CH3COONa чиј масен удел во растворот изнесува
1,64%?
Kk(CH3COOH) = 1,8 x10-5 mol/dm3
6. Да се пресмета концентрацијата и бројот на OH- јони во 100 cm3 раствор на NH4Cl, ако
масената концентрација изнесува 3,85 g/dm3.
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
7. Да се пресмета количинската концентрација на растворот на KasO2, ако pH на растворот
изнесува 11,3.
Kk(HasO2) = 6,03 x 10-10 mol/dm3
8. Колку мол јони и јони на водород се наоѓаат во 300 cm3 раствор на KClO, ако во овој
волумен на раствор се наоѓаат 0,048 mol од оваа сол?
Kk(HClO) = 3,7 x 10-8 mol/dm3
9. Да се пресмета масената концентрација на раствор на NH4Cl, ако тој раствор во 250 cm3
содржи 3 x 1018 јони на водород.
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
10. Колку изнесува pH и pOH во раствор на NaNO2 чиј масен удел во растворот изнесува
2,829%?
Kk(HNO2) = 4,5 x 10-4 mol/dm3
11. Колку H+ и OH- јони се наоѓаат во 500 cm3 раствор на NaBrO , ако во овој волумен на
раствор се наоѓаат 14,85 g од оваа сол?
Kk(HBrO) = 2,5 x 10-9 mol/dm3
12. Колку изнесува pH во раствор на NaNO2 чија масена концентрација изнесува
6,9 g/dm3?
Kk(HNO2) = 4,5 x 10-4 mol/dm3
13. Колку мол јони и јони на водород се наоѓаат во 250 cm3 раствор на NH4Cl, ако
масената концентрација на растворот изнесува 38,52 g/dm3 ?
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
14. Колку јони на водород се наоѓаат во 200 cm3 раствор на NaNO2 ако во овој волумен на
раствор се наоѓаат 0,621 g од оваа сол?
Kk(HNO2) = 4,5 x 10-4 mol/dm3
15. Да се пресмета количинската концентрација на растворот на CH3COONa, ако pH на
растворот изнесува 8,7.
Kk(CH3COOH) = 1,8 x10-5 mol/dm3
16. Колку грами на K2CO3 се наоѓаат во 500 cm3 раствор чие pH изнесува 11,68?
Kk(HCO-3) = 4,4 x10-11 mol/dm3
72
Решенија на задачите за вежбање
1) 11,5
2) [H+] = 2 x 10-6 mol/dm3
[OH-] = 5,0 x 10-9 mol/dm3
3) pH=8,67 ; pOH= 5,33
4) 1,07 x 10-12 mol H+
5) pH=9,02 pOH= 4,98
6) [OH-] = 1,58 x 10-9 mol/dm3 ; 9,51 x 1013
7) 0,238 mol/dm3
8) 1,44 x 10-11 mol H+ ; 8,67 x 1012 H+
9) 38,52 g/dm3
10) pH =8,48 pOH = 5,52
11) 3,01 x 1012 H+ ; 3,01 x 1020 OH12) 8,17
13) 5,0 x 10-6 mol H+ ; 3,0 x 1018 H+
14) 1,2 x 1015 H+
15) 0,04 mol/dm3
16) 6,9
73
Puferi
Пуферските системи се раствори кои со своето присуство ја одржуваат pH на средината
непроменета при додавање на мали количества јак електролит.
[to se slu~uva ako vo rastvor na nekoja slaba kiselina se dodade jaka kislina
ili sol na soodvetnata slaba kiselina. Od izrazot za konstantata na kiselinata
[H ][A ]
Kk
[HA]
proizleguva deka so zgolemuvawe bilo na koncentracijata na vodorodnite joni, bilo
na anjonite na kiselinata se zgolemuva koncentracijata na nejoniziranata slaba
kiselina, odnosno se namaluva jonizacijata na slabata kiselina. Taka, rN vrednosta
na 1 mol/dm3 rastvor na CH3COOH presmetavme deka e 2,4. Da presmetame kolku {e se
poka~i vrednosta na rN na rastvorot ako vo nego dodademe tolku CH3COONa da
koncentracijata na CH3COONa e 1 mol/dm3. Bidejki CH3COONa e jak elektrolit, toj vo
rastvorot e potpolno disociran na Na+ i CH3COO- joni, a bidejki CH3COOH e slab
elektrolit i kako takva e mnogu malku jonizirana, acetatnite joni vo rastvorot
poteknuvaat voglavno od Na-asetatot i nivnata koncentracija e 1 mol/dm3. Dodeka
koncentracijata na nedisociranata ocetna kiselina e 1 mol/dm3, odnosno e ednakva na
molskata koncentracija na slabiot elektrolit.
Istoto va`i i za voden rastvor na bilo koj slab elektrolit, pa i za rastvor na
slaba baza, t.e. so dodavawe na istoimeni joni na voden rastvor na nekoja slaba baza se
namaluva nejzinata jonizacija, odnosno disocijacija. Taka, presmetavme deka rN
vrednosta na 0,1 mol/dm3 rastvor na NH4OH e 11,1. Kolkav }e bide rN na rastvorot ako
vo nego dodademe tolkavo koli~estvo na NH4Cl da koncentracijata na solta bide o,1
mol/dm3. NH4Cl e jak elektrolit i vo rastvorot e potpolno disociran, taka da NH4+
jonite poteknivaat od nego i nivnata koncentracijae 0,1 mol/dm3. Bidejki NH3 e slabo
disociran, koncentracijata na nedisocirani molekuli e ednakva na negovata molska
koncentracija i iznesuva 0,1 mol/dm3.
Rastvorite koi sodr`at slaba kiselina i nejzina sol, odnosno slaba baza i nejzina
sol se nare~eni puferski rastvori. Tie imaat svojstvo da nezna~itelno ja menuvaat
rN vrednosta so dodatok na opredeleno koli~estvo na jaka baza, odnosno jaka
kiselina.
Mehanizmot na puferno dejstvo mo`e da se objasni preku primerot za acetaten
pufer koj predstavuva smesa od ocetna kiselina i natrium acetat.
Ocetnata kiselina disocira na sl. na~in:
CH 3 COOH H 3 O CH 3 COO
a nejzinata konstanta na disocijacija e sl:
[CH 3 COO ][H 3 O ]
Ka
[CH 3 COOH]
Natrium acetat e silen elektrolit koj disocira na sl na~in:
CH 3 COONa CH 3 COO Na
Toj predstavuva silen elektrolit i vo voden rastvor toj e celosno disociran.
Disocijacijata na slabata ocetna kiselina e skoro vo potpolnost suzbiena od
prisustvoto na jak elektrolit, taka {to koncentracijata na nedisocirani molekuli
na ocetna kiselina e ne{to malku pomala od koncentracijata na rastvorenata ocetna
74
kiselina. Acetatnite joni vo puferot voglavno poteknuvaat od disociranata sol (Naacetat) i nivnata koncentracija e pribli`no ednakva na koncentracijata na
rastvorenata sol koja e potpolno disocirana. Maloto koli~estvo na acetatni anjoni
od kiselinata mo`e da se izostavi i vo predhodnoto ravenstvo koncentracijata na
CH3COO- da se zameni so koncentracijata na CH3COONa. За пуфер кој се состои од слаба
киселина и нејзина конјугирана база(сол):
[киселина ]
[киселина ]
[сол]
[H ] K a
Ka
pH pKa log
[сол]
[конјг .база ]
[киселина ]
Po sli~en pat mo`e da se presmeta i koncentracijata na hidroksilnite joni
dokolku se raboti za pufer sostaven od slaba baza i nejzina sol.
[OH ] K b
[база ]
[база ]
[конјг .киселина ]
Kb
pOH pKb log
[сол]
[конју..киселина ]
[база ]
Od tuka se gleda deka koncentracijata na vodorodnite joni vo puferskite
rastvori ne zavisi od apsolutnite vrednosti na koncentraciite na kiselinata i
solta, tuku od nivniot odnos, odnosno, odnosot na koncentracija sol/kiselina.
Pri razreduvawe ili koncentrirawe na puferot, ovoj odnos ostanuva
nepromenet bidejki nastanuva kvantitativno ednakva promena i vo komcentracijata
na solta i vo koncentracijata na kislinata.
Ako na puferskiot rastvor se dodade opredeleno koli~estvo jaka kiselina, na
pr. HCl, koncentracijata na vodorodni joni nema da se promeni bidejki }e dojde do
reakcija me|u Na-acetat i hloridna kiselina pri {to se сozdava ocetna kiselina i
natrium hlorid (neutralna sol).
CH 3 COONa HCl CH 3 COOH HCl
Oslobodenite vodorodni joni od HCl }e se vrzat so acetatniot jon od Na-acetat pri
{to se formira ocetna kiselina, odnosno doa|a do namaluvawe na koncentracijata na
solta, a zgolemuvawe na koncentracijata na kiselinata. Koncentracijata na
vodorodni joni koja zavisi od odnosot na koncentraciite na komponentite na
puferot ostanuva nepromeneta.
Ako na ovoj pufer se dodade opredeleno koli~estvo baza , NaOH, }e nastane reakcija
me|u bazata i ocetnata kiselina pri {to se sozdava Na-acetat:
CH 3 COOH NaOH CH 3 COONa H 2 O
Vo ovoj slu~aj se namaluva koncentracijata na ocetnata kiselina, a se zgolemuva
koncentracijata na solta, odnosno nivniot koncentraciski
odnos ostanuva
nepromenet.
Me|utoa, ako na puferot se dodade pogolemo kili~estvo na silna kiselina ili
baza puferot go gubi svoeto regulatorno dejstvo. Gubeweto na regulatorskoto dejstvo
nastanuva vo momentot toga{ koga kako rezultat na predhodno navedenite reakcii
celokupnoto koli~estvo na kiselina pominuva vo sol i obratno.
Sekoj puferski sistem se karakterizira so opredelen puferski kapacitet,
odnosno oblast vo koja go manifestira puferskoto dejstvo. Kapacitetot na puferot
zavisi od negovata koncentracija, kolku e taa pogolema tolku e pogolem i
75
puferskiot kapacitet (predhodno e objasneto zo{to razreduvaweto, odnosno
koncentriraweto na puferot ne doveduva do promena na koncentracijata na
vodorodni joni.
Zna~eweto na puferskite rastvori e golemo. Istite naj~esto se koristat pri
izveduvawe na golem broj hemiski reakcii vo rastvori kade e neophodno odr`uvawe
na konstantna vrednost na koncentracijata na vodorodni joni (rN) nasproti
dodavawe na opredeleno koli~estvo na kiselina ili baza vo rastvorot.
Vo praksata se koristat pove}e vidovi na puferski smesi , na pr. ocetna
kiselina i natrium acetat, jaglenova kiselina i natriumhidrogen karbonat, amonium
hidroksid i amonium hlorid , natrium sekundaren i primaren fosfat i sl. Puferite
se karakteriziraat so sl. osobini:
1. koncentracijata na vodorodni joni (rN) so razbla`uvawe se menuva nezna~itelno,
zna~i imaat pribli`no konstanten rN
2. koncentracijata na vodorodni joni (rN) na puferot ne se menuva zna~itelno pri
dodavawe na opredeleni koli~ini na jaka kiselina ili baza.
76
Примери
1. Во кој однос треба да се помешаат CH3COOH и CH3COONa, за да се подготви пуфер со
pH=4,6?
Kk(CH3COOH) = 1,8 x10-5 mol/dm3
pK log K k 4,75
Решение:
[H ]
c k na
xK k
c sol
c
c
pH log k na xK k log k na log K k ; log K k pKk
c sol
c sol
c
c
pH pK log k na
; log k na pK pH
c sol
c sol
log
c k na
pK pH 4,75 4,6 1,15
c sol
c k na
anti log 0,15 1,412
c sol
Треба да се земат 1,412 mol киселина и 1 mol сол.
2. Колку изнесува pH на растворот кој се добива со мешање на 655 ml 5% CH3COOH и 345 ml
0,5 mol/dm3 CH3COONa?
Решение:
Kk(CH3COOH) = 1,8 x10-5 mol/dm3
M(CH3COOH) = 60,05 g/mol
M(CH3COONa) = 82 g/mol
(CH 3 COOH)
m(CH 3 COOH)
m(CH 3 COOH) 655g x 0,05 32,75g
m r r
n (CH 3 COOH) 0,5458mol
n (CH 3 COONa) 0,5mol / dm 3 x 0,345dm 3 0,1725mol
[H ]
n k na
0,5458mol
Kk
x1,8x10 5 mol / dm 3 5,69x10 5 mol / dm 3 pH 4,24
n sol
0,1725mol
77
3. Колкав волумен од раствор на CH3COONa со концентрација 0,5 mol/dm3 треба да се додаде
во 1 dm3раствор на CH3COOH со концентрација 0,8 mol/dm3 за да се добие пуфер чие
pH=4,04?
Kk(CH3COOH) = 1,8 x10-5 mol/dm3
Решение:
n (CH 3 COOH) 1dm 3 x 0,8mol / dm 3 0,8mol
pH 4,04 [H ] anti log 4,04 9,12x10 5 mol / dm 3
V(CH 3 COONa) ?
n k na
n k na K k 0,8mol x1,8x10 5 mol / dm 3
[H ]
K k n sol
n sol
[H ]
9,12x10 5 mol / dm 3
0,157mol
c(CH 3 COOH)
n
n
0,157mol
V(CH 3 COOH)
0,315dm 3
3
V
c 0,5mol / dm
V 315cm 3
0,5mol / dm 3 CH 3 COOH
4. Колку g NH4Cl треба да се додаде во 300 cm3 раствор на NH3 со концентрација 1 mol/dm3
за да се добие раствор со pH=9?
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
Решение:
pH 9; pOH 5
V 300cm 3 ; c 0,1mol / dm 3
m( NH 4 Cl) ?
pOH 5 [OH ] 1x10 5 mol / dm 3
n ( NH 3 ) cV 0,3dm 3 x1mol / dm 3 0,3mol
[OH ]
n baza
n ( NH 3 ) xK b
K b n sol
n sol
[OH ]
n ( NH 4 Cl)
0,3mol x1,8x10 5 mol / dm 3
1x10 5 mol / dm 3
0,54mol
m( NH 4 Cl) n ( NH 4 Cl)M 28,89g
5. Во кој однос треба да се помешаат растворите на NH3 и NH4Br со исти молски
концентрации за да се добие раствор чие pH=9?
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
78
Решение:
log
c baza
pK pOH 4,74 5 0,25
c sol
c baza
anti log 0,25 0,56
c sol
c baza
1
0,56
c sol
1,8
6. Колку изнесува pH на раствор кој во 500 cm3 содржи 51 g NH3 и 196 g NH4Br? Колку ќе
биде pH на истиот раствор ако во него се додадат 20,25 g HBr?
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
Решение:
а)
51g
3mol
17g / mol
196g
n ( NH 4 Cl)
2mol
97,9g / mol
pH ?
n ( NH 3 )
3mol
x1,8x10 5 mol / dm 3 2,7 x10 5 mol / dm 3
2mol
pOH 4,56
pH 14 4,56 9,44
[OH ]
б)
HBr NH3 NH4 Br
20,25g
0,225mol
98,9g / mol
n ( NH 3 ) 3mol 0,225mol 2,775mol
n (HBr)
n ( NH 4 Br ) 2mol 0,225mol 2,225mol
2,775mol
x1,8x10 5 mol / dm 3 2,24 x10 5 mol / dm 3
2.225mol
pOH 4,64,
pH 9,36
[OH ]
7. Да се пресмета концентрацијата на водородни јони во раствор кој се добива со мешање на
750 cm3 4% Na2HPO4 и 2g цврст NaOH.
Kk(H2PO4-) = 7,5 x 10-8mol/dm3
Решение:
M(NaOH) = 40 g/mol
M(NaH2PO4) = 120 g/mol
NaH 2 PO 4 NaOH Na 2 HPO4 H 2 O
0,25
0,05
0,05
79
( NaH 2 PO 4 )
m( NaH 2 PO 4 )
m( NaH 2 PO 4 ) 0,04x 750g 30g
m r r
30g
0,25mol
120g
2g
n ( NaOH)
0,05mol
40g / mol
n ( NaH 2 PO 4 )
n(NaH2PO4) по реакција = 0,25 mol – 0,05 mol = 0,2 mol
n(Na2HPO4) = n(NaOH) = 0,05 mol
[H ]
n ( NaH 2 PO 4 )
0,2mol
Kk
x 7,5x10 8 mol / dm 3 3x10 7 mol / dm 3
n ( Na 2 HPO4 )
0,05mol
8. Колку изнесува pH на раствор добиен со мешање на 0,6 mol NaOH и 0,8 mol CH3COOH во
одреден волумен на вода?
Kk = 1,8 x 10-5 mol/dm3
Решение:
CH 3 COOH NaOH CH 3 COONa H 2 O
0,8mol
0,6mol
0,6mol
n(CH3COOH) = 0,8 mol – 0,6 mol = 0,2 mol (по реакција)
n(CH3COONa) = 0,6 mol = n(NaOH)
[H ]
0,2mol
x1,8x10 5 mol / dm 3 6x10 6 mol / dm 3
0,6mol
pH log[ H ] 5,22
9. Да се пресмета pH на раствор добиен со мешање на 1200 cm3 HCl со c=0,5 mol/dm3 и 800
cm3 NH3 со c=1 mol/dm3.
Kb = 1,8 x 10-5 mol/dm3
Решение:
n (HCl) cV 0,5mol / dm 3 x1,2dm 3 0,6mol
n ( NH 3 ) cV 1mol / dm 3 x 0,8dm 3 0,8mol
NH 3 HCl NH 4 Cl
0,8mol 0,6mol 0,6mol
n(NH3) по реакција 0,8mol 0,6mol 0,2mol
n(NH4Cl) = 0,6 mol = n(HCl)
[OH ]
0,2mol
x1,8x10 5 mol / dm 3 6x10 6 mol / dm 3 pOH 5,22;
0,6mol
pH 14 5,22 8,78
80
10. Колкав волумен од раствор на 1 mol/dm3 CH3COOH и колкав волумен од CH3COONa со
c=2 mol/dm3 треба да се земат за да се добијат 500 cm3 пуфер со pH=5?
Kk = 1,8 x 10-5 mol/dm3
Решение:
Во задачата се дадени следните податоци:
c(CH 3 COOH) 1mol / dm 3
c(CH 3 COONa) 2mol / dm 3
Vr r 500cm 3
pH 5
V(CH 3 COOH) ?
V(CH 3 COONa) ?
n (CH 3 COOH) 0,5dm 3 x1mol / dm 3 0,5mol
n (CH 3 COONa) 0,5dm 3 x 2mol / dm 3 1mol
V1 V2 500cm 3 0,5dm 3 V1 0,5dm 3 V2
pH pKa log
c k na
c
log k na pKa pH
c sol
c sol
log
n 1 Vk na
pKa pH
n 2 Vsol
log
0,5mol(0,5 V2 )
0,26 / anti log
1mol xV 2
0,5mol(0,5 V2 )
0,5495
V2
0,25 0,5V2 0,5495V2 V2
0,25
0,238dm 3
1,0495
V(CH 3 COONa) 238cm 3
V1 0,5dm 3 0,238dm 3 0,262dm 3
V(CH 3 COOH) 262cm 3
81
Задачи за вежбање
1. Да се пресмета pH на растворот кој во 500 cm3 содржи 6,8 g NH3 и 29 g NH4Cl.
Kb(NH3) = 1,8 x 10-5 mol/dm3
2. Да се прсмета [H+] и [OH-] во раствор кој се добива со мешање на 50 g 3,4% раствор на
NH3 и 200 cm3 NH4Br со концентрација 0,4 mol/dm3.
Kb(NH3) = 1,8 x 10-5 mol/dm3
3. Колку изнесува pH на растворот кој се добива со мешање на 60 g 10% раствор на
CH3COOH и 400 cm3 CH3COONa со концентрација 0,5 mol/dm3?
Kk(CH3COOH) = 1,8 x 10-5 mol/dm3
4. Да се пресмета pH на растворот кој се добива по додавање на 50 g 2% раствор на NaOH во
250 g 6 % NaH2PO4?
Kk(H2PO4-) = 7,5 x 10-8 mol/dm3
5. Да се пресмета pH на растворот кој се добива со мешање на 110 cm3 NaH2PO4 со
концентрација 60 g/dm3 и раствор на Na2HPO4 чиј волумен изнесува 140 cm3 и
концентрација 100 g/dm3.
Kk(H2PO4-) = 7,5 x 10-8 mol/dm3
6. Колкав волумен од раствор на CH3COONa со концентрација 8,2 g/dm3 треба да се додаде
во 1 dm3 раствор на CH3COOH со концентрација 9,6 g/dm3 за да се добие пуфер чие
pH=4,04?
Kk(CH3COOH) = 1,8 x10-5 mol/dm3
7. Колку g NH4Cl треба да се додаде во 300 cm3 раствор на NH3 со концентрација 0,5 mol/dm3
за да се добие раствор со pH=9?
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
8. Колку g Na2HPO4 треба да се додадат во 100 g 12,0 % раствор на NaH2PO4 за да
концентрацијата на водородни јони изнесува 8,0 x 10-7 mol/dm3?
Kk(H2PO4-) = 7,5 x 10-8 mol/dm3
9. Да се пресмета масата на NH4NO3 која треба да се додаде во 30,0 cm3 раствор на NH3 со
концентрација 1 mol/dm3 за да се добие пуфер чие pH= 8,5.
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
10. Колку изнесува pH на растворот кој се добива со мешање на 150 cm3 раствор на
CH3COOH со c=0,4 mol/dm3 и 125 cm3 NaOH со концентрација 0,32 mol/dm3?
Kk(CH3COOH) = 1,8 x 10-5 mol/dm3
11. Колку изнесува pH на растворот кој се добива со мешање на 300 cm3 раствор на NH3 со
c=2,8 mol/dm3 и 200 cm3 HNO3 со концентрација 1,6 mol/dm3?
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
12. Во кој однос треба да се помешаат раствори на NH3 и NH4Cl за да pH на добиениот
раствор е 9,25?
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
82
13. Колку грами NH4NO3 треба да се додадат во 50 cm3 раствор на NH3 со концентрација 1,5
mol/dm3 за да се добие пуфер со pH=9,50?
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
14. Колку изнесува [H+] и pH на раствор кој се добива со растворање на 0,8 mol NaH2PO4 и
0,3 mol Na2HPO4 во 250 cm3 вода?
Kk(H2PO4-) = 7,5 x 10-8 mol/dm3
15. Колку g CH3COONa треба да се додаде во 20 cm3 раствор на CH3COOH со концентрација
4 x 10-2 mol/dm3 за да се добие раствор со pH=4,44?
Kk(CH3COOH) = 1,8 x 10-5 mol/dm3
16. Колку изнесува pH на растворот кој се добива со додавање на 0,94 g HNO2 во 800 cm3
раствор на NaNO2 со концентрација 0,1 mol/dm3?
Kk(HNO2) = 4,5 x10-4 mol/dm3
17. Колку изнесува pH на раствор добиен со мешање на 0,5 mol NH4Cl и 0,25 mol NaOH во
вода?
Kb(NH3) = 1,8 x10-5 mol/dm3
18. Колкав волумен од раствор на 1 mol/dm3 CH3COOH и колкав волумен од NaOH со
c=0,5 mol/dm3 треба да се земат за да се добијат 600 cm3 пуфер со pH=4,44?
Kk(CH3COOH) = 1,8 x 10-5 mol/dm3
Решенија на задачите за вежбање
1) 9,12
2) [OH-] = 2,25 x 10-5mol/dm3 [H+] = 4,44 x 10-10 mol/dm3
3) 5,05
4) 6,52
5) 8,38
6) 316 cm3
7) 14,4
8) 1,33
9) 13,7 g
10) 5,05
11) 9,47
12) 1:1
13) 3,42
14) [H+]=2 x 10-7 mol/dm3 ; pH=6,7
15) 3,25 x 10-2
16) 3,95
17) 9,26
18) 361 cm3 и 239 cm3
83
Оксидо-редукциски процеси
Poimite oksidacija i redukcija vo hemijata se vovedeni od strana na Lavoazje. Spored
nego oksidacijata predstavuva reakcija na soedinuvawe na elementite i soedinenijata so
kislorod, a redukcijata obratno predstavuva reakcija odzemawe na kislorod od hemiskite
soedinenija. Taka na pr. reakcijata na sogoruvawe na jaglerod i magnezium na vozduh
predstavuva reakcija na oksidacija pri {to so oksidacija na jaglerodot nastanuvaat jaglerod
(II) oksid i jaglerod (IV)oksid, a od magneziumot magnezium (II) oksid.
C O 2 CO 2
2C O 2 2CO
2M g O 2 2M gO
Ako od jaglerod (IV) oksid pri reakcija so jaglerod se odzeme eden atom na kislorod
nastanuva povtorno jaglerod (II) oksid. So drugi zborovi redukcijata predstavuva obraten
proces procesot na oksidacija.
Oksidacija predstavuva isto taka i proces na odzemawe na vodorod od opredeleno
hemisko soedinenie, i obratno, redukcija predstavuva reakcija na soedinuvawe na vodorot
kon opredelen element, odnosno hemisko soedinenie:
Ca H 2 CaH 2
Onie supstanci koi davaat kislorod za oksidacija(kako i samiot kislorod)
predstavuvaat oksidacioni sredstva, a onie koi primaat koslorod se redukcioni sredstva.
Spored toa, vo gornite reakcii O2, CuO se oksidacioni sredstva, a C, Mg, H2 i CH4 se
redukcioni sredstva. Oksidacionoto sredstvo davajki kislorod se reducira, a redukcionoto
sredstvo primajki kislorod se oksidira. Sekoja reakcija na oksidacija neophodno e vrzana so
reakcija na redukcija i poradi toa ovie procesi se nare~eni redoks-procesi (reakcii).
Вakviot na~in na objasnuvawe na oksido-redukciskite procesi bilo aktuelno se do
otkrivaweto na elektronot i voveduvaweto na Rederford-oviot atomski model. Od toga{
oksidacijata dobiva po{iroko zna~ewe bidejki bilo doka`ano deka istata e povrzana so
premin na elektroni ili samo nivno pomestuvawe od elektropozitivniot kon
elektronegativniot element vo tekot na hemiskata reakcija. Taka, ako se navratime na
predhodnite primeri }e uo~ime deka oksidacioniot broj na jaglerodot, odnosno na
magneziumot se zgolemil, a pri reakcijata na redukcija oksidacioniot broj na jaglerodot,
odnosno bakarot se namalil. Za sekoja reakcija na oksido-redukcija va`i op{to pravilo: so
oksidacija oksidacioniot broj na atomot se zgolemuva, a pri redukcija istiot se
namaluva. На пример:
0
2
2 Mg 4e 2 Mg
2O 0 4e 2O 2
Ako ja primenime ovaa definicija na site ostanati reakcii pri koi se menuva oksidaciskiot
broj na atomot, oksidacijata i redukcijata voop{to ne se povrzani so reakcii na
soedinuvawe ili odzemawe na kislorod, odnosno vodorod. Taka na primer, oksido-redukciska
reakcija e reakcijata na soedinuvawe na natrium so hlor:
2Na Cl 2 2NaCl
0
2 Na e 2 Na
0
Cl 2 2e 2Cl
оксидација
редукција
84
bidejki oksidaciskiot broj na natriumot se zgolemuva od 0 na +1, a na hlorot se namaluva od 0
na -1. Vo sekoja redoks reakcija kaj eden od reaktantite se zgolemuva, a kaj drug istovremeno
se namaluva oksidaciskoit broj ili stepenot na oksidacija. Zgolemuvaweto na stepenot na
oksidacija kaj eden od reaktantite e ovozmo`eno so namaluvawe na stepenot na oksidacija kaj
drugiot reaktant. Pri definiraweto na poimot oksidaciski broj ili stepen na oksidacija
rekovme deka istiot predstavuva sinonim za stehiometriskata valentnost na atomot koja
proizleguva od brojot na slobodni elektroni vo posledniot elektronski sloj koi atomot vo
opredelen stehiometriski odnos gi anga`ira vo formirawe na hemiska vrska so drug atom.
Od tuka proizleguva deka pri redoks reakciite doa|a do prividen prenos na elektroni od
atomot so pomala elektronegativnost kon atomot so pogolema elektronegativnost. Ovoj
prenos na elektroni mo`e da bide potpoln, t.e. elektronot potpolno da premine vo sverata
na poelektronegativniot atom (jonska vrska), ili prenosot mo`e da bide delumen, odnosno
elektronot da se nao|a vo pogolema mera vo sverata na poelektronegativniot atom, a vo
pomala mera vo sverata na atomot so pomala elektronegativnost (kovalentna vrska so
parcijalen joski karakter). I vo vtoriot slu~aj postoi premin na elektroni i toa preminot
e dotolku pojak dokolku e pogolem brojot na elektronegativni atomi koordinirani okolu
centralniot atom so pomala elektronegativnost. t.e. dotolku e pogolem oksidaciskiot broj
na toj centralen atom. Vo ovoj slu~aj preminot na elektroni zna~i pogolema gustina na
elektronskiot oblak okolu atomot so pogolema elektronegativnost. Kolku e pomala
gustinata na elektronskiot oblak okolu odreden atom dotolku e pogolem negoviot stepen na
oksidaција.
2Na Cl 2 2NaCl
0
2 Na e 2 Na
0
Cl 2 2e 2Cl
оксидација
редукција
Natrumoviot atom se oksidiral so otpu{tawe na elektron (elektrondonor), a
istovremeno hlorniot atom se reduciral so primawe na toj elektron (elektronakceptor).
Op{to mo`e da se ka`e deka : oksidacija predstavuva proces na odzemawe na elektron od
nekoj atom (molekul ili jon), a redukcija e dodavawe na elektroni na nekoj atom (molekul
ili jon). Analogno, supstancata koja prima elektroni i samata se reducira predstavuva
oksidaciono sredstvo bidejki so toa ja oksidira supstancata koja dava elektroni.
Supstancata koja dava elektroni i so toa se oksidira se narekuva redukciono sredstvo. Vo
predhodnata reakcija metalniot natrium prestavuva redukciono sredstvo, a elementaren
hlor oksidaciono sredstvo.
Ako se zeme vo predvid predhodno ka`anoto, proizleguva sovremenata definicija za
oksido-redukciskite reakcii koi prestavuvaat onie hemiski reakcii pri koi doa|a do
promena na oksidativniot broj na atomite na elementite koi vleguvaat vo sostav na
supstancite koi se u~esnici vo hemiskite reakcii.
Bidejki poniskiot stepen na oksidacija predstavuva reduciran oblik, a povisokiot
stepen na oksidacija oksidiran oblik na u~esnicite vo redoks reakcijata, redoks reakciite
op{to mo`e da se predstavat na sl na~in:
red1 + oks2 = oks1 + red2
kade red1 i oks1 predstavuvaat reduciran i oksidiran oblik na supstancata 1, a oks2 i red 2
predstavuvaat oksidiran i reduciran oblik na supstancata 2.
Ako redoks reakcijata se raz~leni na reakcija na oksidacija i reakcija na redukcija, istata
op{to mo`e da se predstavi na sl na~in:
oksidacija
oks + elektroni
red
redukcija
85
Takviot povisok ili ponizok stepen na oksidacija na nekoj u~esnik vo redoks reakcijata se
narekuva redoks par ili korespondira~ki redoks par ili redoks sistem.
red = oks + eoks + e- = red
пр. Zn(s) + Cu2+(Aq) Cu(s)+Zn2+
Kolku e polesen preminot na reduciraniot oblik na redoks sistemot vo oksidiran,
t.e. kolku e pomal afinitetot na reduciraniot oblik na redoks sistemot kon elektroni
dotolku istiot predstavuva pojako redukciono sredstvo. Obratno, kolku e pogolem
afiniteteot na oksidiraniot oblik na redoks sistemot dotolku e istiot pojako oksidaciono
sredstvo.
Metalite, zaradi malata elektronegativnost predstavuvaat jaki redukcioni sredstva
(elektrondonori), a nemetalite zaradi svojata golema elektronegativnost predstavuvaat
jaki oksidacioni sredstva (elektronakceptori). Fluorot, zaradi maksimalnata
elektronegativnost na atomot predstavuva najjako oksidativno sredstvo, a alkalnite metali
najjaki redukciski sredstva. So porast na elektronegativnosta vo nizata na halogenite
elementi od jod do fluor raste i nivnata oksidaciska mo}, odnosno jodot e najslabo, a
fluorot najjako oksidacisko sredstvo.
Kaj nivnite redukciski oblici po obraten redosled raste redukciskata mo}, odnosno
jodidniot jon predstavuva najjako redukcisko sredstvo.
Kaj metalite isto taka mo`e da se postavat nizi spored opa|aweto na redukciskata
mo}:
K Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Cd Co Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
odnosno spored rasteweto na oksidaciskata mo}
Аu Pt Ag Hg Cu H Pb Sn Co Cd Ni Fe Cr Zn Mn Al Mg Na K
Vo ovie nizi natriumot predstavuva najjako, a zlatoto najslabo redukcisko sredstvo,
no zatoa jonot na zlatoto e najjako, a natriumoviot jon najslabo oksidacisko sredstvo.
Kolku e pogolem stepenot na oksidacija na atomot dotolku istiot predstavuva pojak
elektronakceptor, odnosno pojako oksidaciono sredstvo. Obratno, kolku e ponizok stepenot
na oksidacija na atomot dotolku e istiot pojak elektrondonor, odnosno pojako redukcisko
sredstvo.
Taka poznati oksidacioni sredstva setopli koncentrirani kiselini: HNO3, H2SO4, HClО4 и сл.
Poznavaweto na relativnite oksidativni i reduktivni sposobnosti na opredelen
redoks sistem davaat mo`nost za predviduvawe dali opredelena redoks reakcija e mo`na.
Reduktivnite, odnosno oksidativnite sposobnosti na opredeleni redoks sistemi se dadeni vo
tablicata vo prilog. Imeno, oksidiraniot oblik na redoks-sistemot koj e pojako
oksidacisko sredstvo(podolu vo dadenata niza), mo`e da go oksidira reduciraniot oblik na
sekoj redoks sistem ~ij oksidiran oblik predstavuva poslabo oksidativno sredstvo (pogore
vo dadenata niza) i obratno. Taka na pr. cinkot mo`e da gi reducira Sn2+, Pb2+, Cu2+, Hg2+, Ag+ i
Au 3+, odnosno mo`e da gi istisne ovie metalni joni od nivnite rastvori pri {to istite se
talo`at vo elementarna sostojba. Kislorodot lesno gi oksidira site metali koi vo
spomenatiot niz se nao|aat nad `ivata (neblagorodni metali), Hg i Ag gi oksidira samo pri
opredeleni uslovi, dodeka Au i Pt voop{to ne gi oksidira(blagorodni metali) bidejki istite
se nao|aat pod kislorodot. Treba da se naglasi deka redukciskata i oksidaciskata mo} zavisi
i od koncentracijata na reaktantite kako i od nekoi reakcioni uslovi, na pr, aciditetot na
rastvorot {to od svoja strana doveduva i do odstapuvawa od dadenata niza.
86
Opredeluvawe na koeficienti vo oksido-redukciskite procesi
Pri sostavuvawe na ravenkite na oksido-redukciskite reakcii potrebno e da se
poznavaat simbolite i formulite na site u~esnici vo reakcijata. Opredeluvaweto na
koeficientite se izveduva po sl redosled:
1. Se pi{uva skeletot na ravenkata
2. Se opredeluva oksidaciskiot broj na elementite vo reaktantite i produktite
3. Se sostavuva {emata na premin na elektroni od reduktivnoto na oksidativnoto sredstvo
i se nao|a najmal zaedni~ki koeficient na razmenetite elektroni so {to se dobiva
brojot na atomite na reduktivnoto sredstvo koj odgovara na brojot na atomite na
oksidativnoto sredstvo
4. Se dopi{uvaat najdenite koeficienti pred reaktantite i produktite i se opredeluvaat
koeficientite na ostanatite u~esnici vo reakcijata
Примери
Со примена на електронска шема да се изедначат следните оксидо-редукциски процеси:
7
3
6
2
5
2K Mn O 4 5Na N O 2 3H 2 S O 4 2Mn S O 4 K 2SO 4 5Na N O 3 3H 2 O
Mn7 5e Mn2
N 3 2e N 5
7
1
2
10
5
2
0
2K MnO 4 5H 2 O 2 3H 2SO 4 2 MnSO 4 5 O 2 K 2SO 4 8H 2 O
Mn7 5e Mn2
1
2O 2e O
6
4
2
10
2
5
3
6
K 2 Cr2 O 7 4H 2SO 4 3Na 2 S O 3 Cr2 (SO 4 ) 3 3Na 2 S O 4 K 2SO 4 4H 2 O
2Cr 6 6e 2Cr 3
S
5
4
2e S
6
2
6
1
3
6
1
2K Cl O 3 3 MnSO 4 12KOH 3K 2 MnO 4 2 K Cl 3K 2SO 4 6H 2 O
Mn2 4e Mn6
Cl
4
2
5
6e Cl
1
7
12
3
2
2
5 Pb O 2 2 MnSO 4 6HNO3 2H MnO 4 2 Pb SO 4 3Pb( NO3 ) 2 2H 2 O
Pb 4 2e Pb 2
Mn 2 5e Mn
10
7
5
2
87
3
5
5
1
3 As2 S3 14K Cl O 3 18H 2 O 6H 3 As O 4 9H 2SO 4 14K Cl
2As 3 4e 2As 5
28 /:2
3S 2 24e 3S 6
Cl 5 6e Cl 1 6
6
/:2
2
14
3
3
14
3
0
K 2 Cr2 O 7 3H 2 S 4H 2SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 3S K 2SO 4 7H 2 O
2Cr 6 6e 2Cr 3
S
3
2
2e S
5
1
6
0
3
6
3
Cr2 O 3 3K N O 3 4KOH 2K 2 Cr O 4 3K N O 2 2H 2 O
2Cr 6 6e 2Cr 3
N 5 2e N 3
2
2
1
6
S2 O 3 4 ClO 2OH 2 SO 4
2S 2 6e 2S 6
1
Cl 2e Cl
2
Sb 2 S3
2
5
1
1
6
2
8
3
4Cl H 2 O
1
4
5
6
4
25H 28 N O 3 2H[Sb (OH) 6 ] 3H S O 4 28 N O 2 4H 2 O
2Sb 3 4e 2Sb 5
3S
2
24e 3S
6
28e
N 5 e N 4 +1e-
1
28
Задачи за вежбање
Со примена на електронска шема, да се изедначат следните хемиски равенки:
1. ( NH 4 ) 2 Cr2 O 7 N 2 Cr2 O3 H 2 O
2. SO 2 Br2 H 2 O HBr H 2SO 4
3. KMnO4 KOH K 2 MnO4 O 2 H 2 O
88
4. P KOH H 2 O PH3 KH 2 PO4
5. KMnO4 MnSO4 H 2 O MnO2 K 2SO 4 H 2SO 4
6. Rb H 2 O RbOH H 2
7. K 4 [Fe(CN) 6 ] Br2 K 3 [Fe(CN) 6 ] KBr
8. Au 2 O 3 Au O 2
9. MnO2 HCl MnCl2 Cl 2 H 2 O
10. KClO3 KCl O 2
11. N 2 H 4 N 2 NH3
12. AgNO 3 Ag NO2 O 2
13. Ag 2 O Ag O 2
14. AgNO 3 KOH H 2 O 2 Ag KNO3 O 2 H 2 O
15. K 2SO 3 KMnO4 H 2SO 4 K 2SO 4 MnSO4 H 2 O
89
16. K 2SO 3 KMnO4 H 2 O K 2SO 4 MnO2 KOH
17. K 2SO 3 KMnO4 KOH K 2SO 4 K 2 MnO4 H 2 O
18. Cu H 2SO 4 CuSO 4 SO 2 H 2 O
19. C H 2SO 4 CO 2 SO 2 H 2 O
20. Mg HNO3 Mg( NO3 ) 2 NH 4 NO3 H 2 O
21. Zn H 2SO 4 ZnSO 4 SO 2 H 2 O
22. P HNO3 H 3 PO4 NO2 H 2 O
23. Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + N2O + H2O
24. Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + N2+ H2O
25. Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
26. Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O
27. Zn + NaNO3 +NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] + NH3
28. Zn + KNO3 + KOH → K2ZnO2 + KNO2 + H2O
90
29. KClO3 + FeSO4 + H2SO4 → KCl + Fe2(SO4)3 + H2O
30. KBrO + MnCl2 + KOH → KBr + MnO2 + KCl + H2O
31. HIO3 + HI → I2 + H2O
32. FeCl2 + KMnO4 + HCl → FeCl3 + MnCl2 + KCl + H2O
33. I2 + Cl2 + H2O → HIO3 + HCl
34. KOH + Cl2 → KCl + KClO + H2O
35. HNO2 + KMnO4 + H2SO4 → HNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
36. NaNO2 + NaI + H2SO4 → NO + I2 + Na2SO4 + H2O
37. KClO3 + H2O2 → KCl + O2 + H2O
38. FeCr2O4 + K2CO3 + O2 → Fe2O3 + K2CrO4 + CO2
39. Ca3(PO4)2 + SiO2 + C → CaSiO3 + CO + P4
40. Sb + HNO3 + H2O → H[Sb(OH)6] + NO2
41. Cr2O3 + NaOH + O2 → Na2CrO4 + H2O
91
42. MnO2 + KOH + KClO3 → K2MnO4 + KCl + H2O
43. KMnO4 + SO2 + KOH → K2MnO4 + K2SO4 + H2O
44. BiCl3 + K2SnO2 + KOH → Bi + K2SnO3 + KCl + H2O
45. Hg + HNO3 → Hg2(NO3)2 +NO + H2O
46. Pb(NO3)2 → PbO + NO2 + O2
47. CuS + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O + S
48. As2S3 + H2O2 + NH4OH → (NH4)2SO4 + (NH4)3AsO4 + H2O
49. Да се одредат коефициентите во равенката:
H 3 PO3 H 3 PO4 PH3
Колку молекули H 3 PO3 претставуваат оксидациско средство?
50. Да се одредат коефициентите во равенката:
PbO2 MnSO4 H 2SO 4 HMnO4 PbSO 4 H 2 O
Колку молови на PbO2 ќе се потрошат за оксидација на 950 cm3 раствор на MnSO4 чија
масена концентрација изнесува 7,852g / dm 3 ?
51. Да се одредат коефициентите во равенката:
NaCrO 2 Cl 2 NaOH Na 2 CrO 4 NaCl H 2 O
Ако за редукција на 3360cm 3 Cl 2 (ст. услови) потрошени се 2,5dm 3 раствор на NaCrO 2 ,
колку изнесува количинската концентрација на тој раствор?
52. Да се одредат коефициентите во равенката:
HNO3 I 2 HIO3 NO H 2 O
Колку грами јод се употребени во реакција со азотна киселина, ако при реакцијата се
издвоилe 57dm 3 NO (ст.услови)?
92
53. Да се одредат коефициентите во равенката:
HI H 2SO 4 SO 2 I 2 H 2 O
3
Колку cm SO 2 (ст.услови) се издвоиле, ако за редукција на H 2SO 4 употребени се
3,01x10 23 молекули јодоводород?
54. Да се одредат коефициентите во равенката:
KMnO4 H 2 O 2 H 2SO 4 O 2 MnSO4 K 2SO 4 H 2 O
Да се прсмета количинската концентрација на растворот на H 2 O 2 , ако за оксидација на
25cm 3 од тоj раствор, употребени се 12,825 cm3 раствор на KMnO4 со концентрација
0,39mol / dm 3 .
55. Да се одредат коефициентите во равенката:
Pb HNO3 Pb( NO3 ) 2 NO H 2 O
Колку молови на HNO3 се употребени за оксидација на оловото, ако во реакцијата се
iздвоиле 5600cm 3 NO , на температура од 295 К и притисок од 102кРа?
56. Да се одредат коефициентите во равенката:
HIO3 SO 2 H 2 O H 2SO 4 I 2
Колку dm 3 раствор на HIO3 со концентрација 0,15 mol / dm 3 е потребно за оксидација на
18,4 dm 3 SO 2 (ст. услови)?
57. Да се одредат коефициентите во равенката:
P HNO3 H 2 O H 3 PO4 NO
Да се пресмета масената концентрација на растворот на HNO3 , ако за оксидација на 4,34
g фосфор употребени се 49,94cm 3 од тој раствор.
58. Да се одредат коефициентите во равенката:
KNO2 KMnO4 H 2SO 4 MnSO4 HNO3 K 2SO 4 H 2 O
Колку cm 3 раствор на KMnO4 со концентрација 0,40mol / dm 3 е потребно за оксидација
на 1,35g KNO2 ?
59. Да се одредат коефициентите во равенката:
KOH Cl 2 KClO3 KCl H 2 O
Колку грами на KClO 3 ќе се добијат од 66,6cm 3 Cl 2 (ст. услови)?
60. Да се одредат коефициентите во равенката:
K 3 AsO3 I 2 H 2 O K 3 AsO4 HI
Да се пресмета количинската концентрација на растворот на K 3 AsO4 , ако за оксидација
на 40,0cm 3 од истиот употребени се 1,28 g I 2 .
61. Да се одредат коефициентите во равенката:
FeSO 4 HNO3 H 2SO 4 NO Fe2 (SO 4 ) 3 H 2 O
Kолку cm 3 NO (ст.услови) ќе се ослободат при оксидација на 0,912 g FeSO 4 .
93
62. Да се одредат коефициентите во равенката:
K 2 Cr2 O 7 KI H 2SO 4 I 2 Cr2 (SO 4 ) 3 K 2SO 4 H 2 O
Колку грами на K 2 Cr2 O 7 ќе се редуцираат во кисела средина, ако во реакцијата се
добиваат 12,65 g I 2 ?
63. Да се одредат коефициентите во равенката:
HNO3 As2 O3 H 2 O H 3 AsO4 NO
Колку грами на As 2 O 3 ќе се оксидираат, ако во реакцијата биле употребени
80,8cm 3 раствор на HNO3 со масена концентрација 630g / dm 3 ?
64. Да се одредат коефициентите во равенката:
KMnO4 HCl MnCl2 Cl 2 KCl H 2 O
Колку грами на KMnO4 се редуцирале, ако во реакцијата се добиваат 4480cm 3 Cl 2 (ст.
услови)?
65. Да се одредат коефициентите во равенката:
K 2 Cr2 O 7 H 2S H 2SO 4 S Cr2 (SO 4 ) 3 K 2SO 4 H 2 O
Колку cm 3 раствор на K 2 Cr2 O 7 со концентрација 0,11 mol / dm 3 , ќе се употребат за
оксидација на 65,53cm 3 H 2S, под нормални услови?
66. Да се одредат коефициентите во равенката:
As2 O3 SnCl 2 HCl As SnCl 4 H 2 O
Колку грами на As 2 O 3 ќе се редуцираат, ако во реакцијата биле употребени
79,8cm 3 раствор на SnCl 2 со концентрација 0,2mol / dm 3 ?
67. Да се одредат коефициентите во равенката:
( NH4 ) 2 Cr2 O 7 NH 4 I H 2SO 4 Cr2 (SO 4 ) 3 I 2 ( NH 4 ) 2 SO 4 H 2 O
Колку грами на јод се добиени при реакција на NH 4 I со 72 cm 3 раствор на ( NH 4 ) 2 Cr2 O 7
со концентрација 0,833mol / dm 3 ?
68. Да се одредат коефициентите во равенката:
As2S3 HNO3 H 2 O NO H 2SO 4 H 3 AsO4
Колку грами на 63% раствор HNO3 ќе се употребат за оксидација на 13,19 g As2S3 ?
94
Решенија на задачите за вежбање
1) 1,1,1,4
2) 1,1,2,2,1
3) 4,4,4,1,2
4) 1,1,2
5) 8,3,9,5,3
6) 2,3,2,5,1,2
7) 2,2,2,1
8) 2,1,2,2
9) 2,4,3
10) 1,4,1,1,2
11) 2,2,3
12) 3,1,4
13) 2,2,2,1
14) 2,4,1
15) 2,2,1,2,2,1,2
16) 5,2,3,6,2,3
17) 3,2,1,3,2,2
18) 1,2,2,1,2,1
19) 1,2,1,1,2
20) 1,2,1,2,2
21) 4,10,4,1,3
22) 1,2,1,1,2
23) 1,5,1,5,1
24) 4,10,4,1,5
25) 5,12,5,1,6
26) 4,10,4,1,3
27) 3,8,3,2,4
28) 4,1,7,6,4,1
29) 1,1,2,1,1,1
30) 1,6,3,1,3,3
31) 1,1,2,1,1,2,1
32) 1,5,3,3
33) 5,1,8,5,1,1,4
34) 2,1,1,1,1
35) 5,2,3,5,2,1,3
36) 2,2,2,2,1,2,2
37) 1,3,1,3,3
38) 4,8,7,2,8,8
39) 2,6,10,6,10,1
40) 1,5,1,1,5
41) 2,8,3,4,4
42) 3,6,1,3,1,3
43) 2,1,4,2,1,2
44) 2,3,6,2,3,6,3
45) 6,8,3,2,4
46) 2,2,4,1
47) 3,8,3,3,2,4
48) 1,14,12,3,2,20
49) 1
95
50) 0,124
51) 0,04 mol/dm3
52) 193,8
53) 5600
54) 0,5 mol/dm3
55) 0,932
56) 2,19
57) 294,21 g/dm3
58) 15,9
59) 121,275
60) 0,125 mol/dm3
61) 44,8
62) 4,88
63) 119,988
64) 12,64
65) 9
66) 1,05
67) 45,64
68) 50
96
DOBIVAWE I SVOJSTVA NA VODOROD
Vodorodot e prv element vo nizata na elementi vo periodniot sistem.
Negoviot atom sodr`i samo eden proton i eden elektron i ovoj fakt vo
klasifikacijata na elementite mu dava posebna polo`ba. Vodorodot se soedinuva so
skoro site ostanati elementi i e eden od zna~ajnite sostavni delovi na celokupnata
`iva materija.
Zaradi karakteristi~nata elektronska konfiguracija 1s1 vodorodot nema
odredena polo`ba vo periodniot sistem. So isto pravo mo`e da se smeta za ~len na I i
VIIB grupa na periodniot sistem. Vo I grupa bi mo`el da pripa|a poradi toa {to vo sorbitalata ima samo eden elektron kako i alkalnite metali, a bi mo`el da bide i
~len na VIIB grupa bidejki mu nedostasuva eden elektron do postignuvawe na stabilna
elektronska konfiguracija na inetren gas. Me|utoa, po svoite svojstva vodorodot ne
pripa|a na niedna od ovie grupi na elementi. Imeno, vodorodniot atom ima mnogu
pogolema energija na jonizacija i elektronegativnost od atomite na alkalnite
elementi, pa poradi toa za nego voop{to ne e karakteristi~no svojstvoto na lesno
otpu{tawe na elektroni {to e osnovna osobina na atomite na elementite od I grupa.
Me|utoa, negovata elektronegativnost e pomala od onaa na halogenite elementi, pa
spored toa nitu sklonosta kon primawe na elektroni ne mo`e da se smeta za negova
karakteristi~na osobina. Ovie karakteristiki na vodorodot se potvrduvaat i preku
vrednosta na negoviot redoks potencijal koj po svojata vrednost e pome|u vrednosta
na redoks potencijalot na alkalnite metali i halogenite elementi. Posebnite
svojstva na vodorodot se posledica i na mnogu malite dimenzii na negoviot atom.
Poradi ova svojstvata na vodorodot se prou~uvaat posebno, bez negova povrzanost so
bilo koja grupa na periodniot sistem.
Vodorodot vo prirodata se sre}ava vo oblik na tri izotopi: 11H (protium), 21H
(deuterium) i 31H(tricium). Izotopite se razlikuvaat po brojot na neutroni vo
atomskoto jadro. Prvite dva izotopi se stabilni, za razlika od tritiumot koj e
radioaktiven izotop. Vo prirodnata izotopska smesa najzastapen e protium (99,98%).
Deuteriumot vleguva vo sostav na t.n. te{ka voda, D2O so molekulska masa 20.
Prirodnata voda sodr`i mnogu mali koli~estva na te{ka voda. Te{kata voda po
svoite fizi~ki svojstva zna~itelno se razlikuva od vodata (t. na mrznewe e 3,8oC,
t.vriewe e 101,4oC, ima pogolem specifi~en toplinski kapacitet) Od aspekt na
hemiskite svojstva, te{kata voda poka`uva ista reaktivnost kako i obi~nata samo
{to brzinata na hemiskite reakcii e pomala. Istata se primenuva kako zabavuva~ na
neutroni vo nuklearnite reakcii.
Elementarniot vodorod predstavuva bezboen gas bez miris i vkus. Predstavuva
najlesen gas od site gasovi, odnosno negovata gustina e 14,38 pati pomala od onaa na
vozduhot. Te~niot vodorod e najlesen od site te~nosti.
Temperaturata na topewe (14K) i temperaturata na vriewe (20,3K) na
vodorodot se mnogu niski {to proizleguva od slabite me|umolekulski sili kako i
dimenziite na malekulot. Poradi negovata mala gustina, odnosno mala masa i mala
dimenzija na molekulite vodorodot e gas koj se karakterizira so mnogu golema
difuziona sposobnost.
Vodorodot vo elementarna sosotojba egzistira vo oblik na dvoatomen molekul.
Atomite vo molekulot na vodorodot se povrzani so relativno silna kovalentna vrska
koja se vbrojuva vo edna od najjakite ednokratni vrski me|u istovidni atomi. Se smeta
deka malata reaktivnost na molekulskiot vodorod se dol`i na ja~inata na
intermolekulskata vrska.
Vodorodot se javuva vo dve alotropski modifikacii: orto i para vodorod.
Modifikaciite imaat isti hemiski svojstva , a se razlikuvaat po nekoi fizi~ki
97
svojstva. Pojavata na dve modifikacii proizleguva od razli~nite nuklearni spinovi
vo molekulot na vodorodot. Ako spinovite na dvata protona se antiparalelni,
rezultantniot nuklearen spin e nula i vo toj slu~aj stanuva zbor za para-vodorod. Kaj
orto vodorodot poradi postoewe na paralelni spinovi, rezultantniot nuklearen
spin e 1. Ovie dve modifikacii na vodorodot se nao|aat vo ramnote`a. Nivnoto
postoewe predizvikuva promeni vo intenzitetot na molekulskite spektri na
vodorodot.
Koga molekulot na vodorodot reagira so nekoj element , edna od fazite na taa
hemiska reakcija e raskinuvawe na intermolekulskata vrska. Poradi golemoto
koli~estvo na energija koe e potrebno za ovaa faza od reakcijata, vodorodot so
drugite elementi reagira zadovolitelno brzo samo pri visoki temperaturi. Za
razlika od molekulskiot, atomskiot vodorod e zna~itelno poreaktiven. Toa e
logi~no ako se ima vo predvid deka pri reakcija so atomski vodorod se za{teduva
energijata potrebna za raskinuvawe na intermolekulskata vrska. Taka na pr.
molekulskiot vodorod ne mo`e da gi reducira kiselite rastvori na
kaliumpermanganat i kaliumhlorat. Me|utoa, ako vo kisel rastvor na ovie supstanci
se dodade cink, vodorodot se izdvojuva vo neposreden kontakt so reaktantite , istite
gi reducira pred negovite atomi da se soedinat vo molekul.
Dobivawe na vodorod:
Laboratoriski metodi:
Reakcija me|u metal i kiselina . Ova predstavuva naj~esta laboratoriska metoda.
Reakcijata mo`e da se izveduva samo so metali koi vo naponskiot red se pred
vodorodot. Za taa cel naj~esto se koristi cink i razbla`en rastvor na hloridna
ili sulfatna kiselina.
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
Reakcijata se bazira na oksidacisko dejstvo na vodorodot koj od osidaciska
sostojba +1 se reduciral vo elementarna sostojba
Reakcija me|u hidrid (naj~esto kalcium hidrid) i voda
2H2O + CaH2 = 2H2 + Ca(OH)2
I ovaa reakcija predstavuva redoks proces kaj koj atomot na vodorodot od
molekulot na vodata go oksidira negativniot hidrid jon od kalcium hidridot.
Reakcija me|u nekoi mnogu aktivni metali (kalcium, barium, stroncium, alkalni
metali) so voda, ili reakcija na nekoi metali so amfoterni svojstva (cink,
aluminium, kalaj) so vodeni rastvori na bazi na poka~eni temperaturi. Toa se
naj~esto metali koi imaat svojstvo da gradat hidroksokompleksi.
2Al + 6H2O + 2NaOH = 2Al(OH)4Na + 3H2(g)
Zn + 2H2O + NaOH = Zn(OH)3Na + H2(g)
Elektroliza na voda. Bidejki vodata e slab provodnik na elektri~na struja, vo
praksa kako elektrolit se upotrebuva rastvor na alkalen hidroksid.
Industriski metodi
Kataliti~ko razlo`uvawe na jaglevodorodi na visoki temperaturi (piroliza). Za
ovaa cel naj~esto se primenuvaat jaglevodorodi na prirodnite gasovi (metan).
98
Redukcija na vodena parea so jaglerod, odnosno oksidacija na jaglerod so
vodorodot od vodenata parea. Kako rezultat na reakcijata se dobiva smesa od CO i
H2, t.n. voden gas.
Soedinenija na vodorod
Vrz osnova na negovata elektronska konfiguracija se o~ekuva vodorodot da
gradi soedinenija so pozitiven i so negativen stepen na oksidacija. Soedinenija so
pozitiven stepen na oksidacija gradi so elementi so pogolema elektronegativnost od
negovata (kislorod, azot, fosfor, halogeni elementi), dodeka vo soedinenijata so
elementi ~ii atomi imaat koeficient na elektronegativnost pomal od 2 (a toa se
site metali), vodorodot ima negativen stepen na oksidacija.
Soedinenijata vo koi vodorodot se javuva so negativen stepen na oksidacija (-1)
se nare~eni hidridi. Vo zavisnost od vidot na hemiskata vrska hidridite se delat na:
1. Hidridi so jonski karakter . Tuka spa|aat hidridite na alkalnite(Li, Na, K, Rb,
Cs) i zemnoalkalnite (Ca, Sr, Ba) metali so isklu~ok na hidridite na berilium i
magnezium.
2. Kovalentni (polimerizirani) hidridi. Toa se hidridite na borot, borani, so
op{ta formula BnHn+4 koi se karakteriziraat so t.n.tricentri~na vrska,
odnosno vrska vo koja eden elektronski par soedinuva tri atomi. Ovakov vid na
hidridi gradat i elementite koi vo periodniot sisitem se vo blizina na borot (
Al, Be, Zn)
3. Hidridi so metalen karakter. Vo ovaa grupa spa|aat hidridite na preodnite
metali (hidridi na lantanoidite, aktinoidite, hidridi na elementite od grupata
na skandium, od grupata na titan , grupata na vanadium kako i hidridite na nikel,
hrom i paladium). Strukturata na ovie hidridi e nedovolno objasneta.Se smeta
deka vodorodnite atomi se smesteni vo {uplinite na kristalnite re{etki na
ovie elekenti i vo najgolem broj slu~ai toj e zastapen vo nestehiometriski
odnosi. Pr. PdO0,8, PdH0,6 VH0,6 i sl.
Soedinenijata na vodorodot so pozitiven stepen na oksidacija. Stepenot na
oksidacija +1 e mnogu pova`na oksidaciska sostojba na vodorodot, bidejki tuka
pripa|aat najgolem broj na negovite soedinenija. So pozitiven stepen na oksidacija
vodorodot gradi soedinenija so jaglerod, azot, kislorod, halogeni elementi, i
voop{to so elementi koi se desno vo periodniot sistem, odnosno elementi koi imaat
pogolema elektronegativnost od nego. Najzna~ajni soedinenija od ovaa grupa se
jaglevodorodite, vodata, halogen i halkogenvodorodi, amonijak, kiselini, bazi,
kiseli i bazni soli.Site soedijenija se voglavno od kovalentna priroda so pomalku
ili pove}e izrazen jonski karakter.
Ovie soedinenija se dobivaat voglavno so direktna sinteza me|u soodvetnite
elementi. Poradi stabilnosta na molekulot na vodorod reakciite naj~esto se
odvivaat na poka~ena temperatura i vo prisustvo na katalizator.
Taka, reakcijata na soedinuvawe na vodorod so kislorod e egzotermna
2H2(g) + O2(g) = 2H2O H = -483,6 kJ/mol
Na sobna temperatura reakcijata prakti~no ne se odviva. No, ako vodorodot i
kislorodot se prevedat nad katalizator, platina, reakcijata se odviva i na sobna
temperatura. Ako ovaa reakciona smesa sostavena od dva volumena vodorod i eden
volumen kislorod se zagree na 600oC, reakcijata e silno egzotermna, pratena so
eksplozija. Poradi toa ovaa reakciona smesa e nare~ena grmliv gas . Za da se spre~i
99
eksplozijata potrebno e kislorodot da se dovede vo kontakt so vodorodot vo
momentot na palewe.
Eksperimentalen del
Laboratorisko dobivawe, identifikacija i svojstva na vodorod
Eksperiment br.1
Se zemaat dve golemi epruveti. Vo ednata se stava Zn-perli, a vo druga Fe-prav.
Vo dvete epruveti se dodava po 10 ml H2SO4 1:4 , a vo epruvetata so Zn-perli se
dodava 2-3 kapki rastvor na CuSO4 kako katalizator. Epruvetite se zatvaraat
so gumen zatvara~ niz koj pominuva staklena cevka. Gasot koj se osloboduva se
sobira vo mala epruveta koja e postavena nad staklenata cevka so otvorot
nadolu. Odkako dovolno }e prote~e reakcijata, kon otvorot na malata
epruveta dr`ejki ja so otvorot nadolu se prinesuva plamen.
Eksperiment br.2
Vo dve golemi epruveti se stava Al-strugotini. Vo ednata epruveta se dodava 10
ml H2SO4 1:4, a vo drugata 10 ml 2 mol/l NaOH. Eksperimentot se izveduva na
identi~en na~in kako i eksperiment br.1 so zagrevawe na epruvetite zaradi
zgolemuvawe na brzinata na reakcijata.
Zada~a:
Da se klasifisiraat izvedenite hemiski reakcii i da se napi{at hemiskite ravenki
na istite.
Kakov e efektot na hemiskata reakcija izvedena so eksperiment br.1?
[to se slu~uva pri prinesuvawe na plamen kon otvorot na epruvetite koi go sodr`at
produktot na reakciite izvedeni vo eksperiment br. 2 i 3 ? Na {to se dol`i
nastanatata pojava? Obrazlo`i go svojot odgovor so hemiska ravenka.
Da se opredeli relativnata gustina na vodorod pri pritisok od 103 230 Pa i
temperatura 100 K.
100
Hemiski svojstva na vodorod.
Se podgotvuva reakciona smesa od Fe-prav i H2SO4 1:4 vo golema epruveta kako vo
eksperiment br.1. Epruvetata se zatvara so zatvora~ so edna{ svitkana cevka zaradi
sproveduvawe na gasot.
Eksperiment br.3
Vo okolu 10 ml H2SO4 1:4 se dodava edna kapka rastvor na KMnO4. Rastvorot se
deli vo dve mali epruveti. Vo ednata epruveta se sproveduva gasovit vodorod, a
vo drugata se stava Zn-perla i 2-3 kapki rastvor na CuSO4. Reakciite te~at do
obezbojuvawe na rastvorot.
Eksperiment br.4
Vo okolu 10 ml 2 mol/l rastvor na HCl se dodava nekolku kapki rastvor na FeCl3.
Rastvorot se deli vo tri epruveti. Vo prvata epruveta se dodava Zn-perla i
istata se zagreva. Vo vtorata epruveta se sproveduva vodorod 2-3 minuti. Na
kraj vo site tri epruveti se dodava kapka po kapka 2 mol/l rastvor na NaOH do
pojava na talog.
Zada~a:
- Na {to se dol`i obezbojuvaweto na rastvorot na KMnO4 vo eksperiment br.4?
- Kakva e bojata na talozite dobieni so hemiskata reakcija vo eksperiment br.5 ? Na
{to se dol`i razli~nata boja na talozite?
- Da se napi{at hemiskite ravenki na izvedenite hemiski reakcii. Vrz osnova na niv
da se donese zaklu~ok za hemiskite svojstva na vodorodot.
- Kolkav volumen na vodorod }e se dobie pri reakcija na 8,32 g CaH2 so voda pri
standardni uslovi?
101
KISLOROD. DOBIVAWE I SVOJSTVA
Kislorodot spa|a vo VI B grupa od periodniot sisitem zaedno so sulfur, selen
telur i polonium.
Vo prirodata se sre}ava vo slobodna i vrzana sostojba. Slobodniot kislorod
vleguva vo sostav na atmosferata, a vo vrzana sosotojba, naj~esto vo oblik na oksidi,
soli (sulfati, karbonati, fosfati) e sostaven del na hidrosferata, litosferata, a
vleguva i vo sostav na rastitelniot i `ivotinskiot svet.
Vo prirodata se javuva vo oblik na tri stabilni izotopi: 16O, 17O, 18O. Vo
prirodnata smesa so najgolem procent (99,7%) e zastapen izotopot 16O.
Kislorodot na sobna temperatura predstavuva gas bez miris i vkus. Pote`ok
od vozduhot. Zaradi nepolarnosta na negoviot molekul mnogu e slabo rastvorliv vo
voda (100 ml voda rastvaraat 3,1 ml kislorod).
Zaedni~ka karakteristika na elementtite od VIA grupa e svojstvoto da se
javuvaat vo oblik na alotropski modifikacii. Kislorodot se javuva vo oblik na dve
alotropski modifikacii: obi~en kislorod so dvoatomen molekul (O 2) i ozon (O3).
Ozonot predstavuva nestabilna modifikacija i obi~niot kislorod vo prirodata e
zastapen vo zna~itelno pogolemi koli~estva. Ozonot predstavuva gas so plavkasta
boja i miris koj podse}a na luk. Vo mali koli~ini e prijaten i deluva osve`uva~ki,
dodeka vo pogolemi koli~ini e toksi~en. Vo atmosferata e prisuten vo mali, no
promenlivi koli~estva (okolu 10-4 vol%) i nastanuva od kislorodot pod dejstvo na
ultravioletovi zraci.
Hemiskata reakcija na sozdavawe na ozon e endotermna reakcija, koja se sostoi
od dve fazi:
1. razlo`uvawe na molekulot na kislorod na atomi.Ovoj proces e silno endotermen
O2 (g) ==== 2O (g)
H = 494 kJ=mol
2. soedinuvawe na molekul na kislorod so atom na kislorod. Ovoj proces e
egzotermen
2O2(g) + 2O(g) ==== 2O3 H = - 209 kJ/mol
Ozonot e nestabilen i se razlo`uva O3 = O2 + O
Elektronskata konfiguracija na kislorodot e 1s2, 2s2, 2p4. Vo posledniot
elektronski sloj sodr`i dva nespareni elektroni. Kislorodot predstavuva mnogu
reaktiven element koj gradi soedinenija so site elementi osven so inertnite gasovi.
So halogenite elementi, srebroto i platina reagira no po indirekten pat.
Hemiskite reakcii na soedinuvawe na elementite so kislorod se narekuvaat
oksidacija. Oksidacijata e proces koj mo`e da se odviva na obi~na ili poka~ena
temperatuta. Hemiskite reakcii na oksidacija koi se prateni so zna~itelen
toploten i svetlosen efekt, odnosno plamen se nare~eni procesi na gorewe.
Kislorodot ne gori, a go poddr`uva goreweto.
Molekulot na kislorod e paramagneti~en ( mo`e da bide privle~en od magnetno
pole). Bidejki sekoj atom na kislorod poseduva po dva nespareni elektroni,
o~ekuvano e da vo molekulot na kislorod postoi dvojna vrska me|u dvata atomi na
kislorod. Me|utoa, vrskata me|u atomite na kislorod ne e dvojna, tuku ednokratna so
toa {to sekoj atom na kislorod poseduva po eden nesparen elektron.
102
Kislorodot po svoite svojstva zna~itelno se razlikuva od elementite od
svojata grupa. Toj gradi soedinenija vo koi isklu~ivo se javuva so negativen
oksidaciski broj, za razlika od ostanatite elementi od VIA grupa koi gradat
soedinenija so pozitiven oksidaciski broj. Pozitivnata oksidaciska sostojba se
postignuva so rasparuvawe na elektronite od s i p orbitalite i nivno preveduvawe
vo d orbitalata od istoto energetsko nivo. Kislorodot kako element na vtorata
perioda vo svojot nadvore{en elektronski sloj nema d podnivo i kaj nego ovaa
mo`nost ne postoi.
Kislorodot predstavuva najelektronegativen element na periodniot sistem
posle fluorot i vo site soedinenija, so isklu~ok na soedinenijata so fluorot ima
negativen oksidaciski broj i toa naj~esto -2. Pri toa toj e vostojba da gradi
kovalentna vrska (ednokratna ili dvokratna), da bide donor na elektronski par pri
{to gradi koordinativna kovalentna vrska, a mo`e da gradi i jonska vrska. Pokraj
oksidaciskata sostojba -2, kislorodot bradi soedinenija i so oksidaciski broevi -1, 1/2 i -1/3.
Pozitivni oksidaciski broevi +1 i +2 ovoj element ima samo vo soedinenijata
so fluor: kislorod monofluorid (O2F2) i kislorod difluorid (OF2)
Naj~est stepen na oksidascija na kislorod e -2. So ovoj stepen na oksidacija se
javuva vo soedinenijata so vodorod (H2O), vo sostav na oksidite, kako i oksi
soedinenijata, kiselini, bazi i soli, od tipot Na2SO4, NaOH, H3PO4.
Kislorot so stepen na oksidacija -1 se sre}ava vo sostav na peroksidite,
odnosno soedinenija koi se karakteriziraat so O2-2 (peroksi) jon . Pokraj so
vodorodot, kislorodot gradi peroksidi i so nekoi metali (Na, Ba)
So oksidaciski broj -1/2 kislorodot se javuva vo superoksidite. Superoksidi
gradat alkalnite metali so pogolemi maseni broevi (K, Rb i Cs). Superoksidite se
paramagneti~ni, nestabilni soedinenija koi sodr`at O2- jon so jonski karakter i
egzistiraat samo vo cvrsta sostojba(KO2, RbO2, CsO2). So stoewe se razlo`uvaat na
oksidi.
Soedinenijata na kislorod so oksidaciski broj -1/3 se nare~eni ozonidi. Toa se
isto taka paramagneti~ni, nestabilni soedinenija na kislorodot so alkalnite
metali od jonski tip koi sodr`at O3- joni. (KO3, RbO3, LiO3). So stoewe se
razlo`uvaat na superoksidi. Laboratoriskoto dobivawe na kislorod se bazira na
termi~ko razlo`uvawe na supstanci bogati so kislorod: soli bogati so kislorod
(kalium permanganat, kalium perhlorat, oksidi ili peroksidi.
103
Eksperimentalen del
Laboratorisko dobivawe na kislorod i negova identifikacija
Eksperiment br. 1.
Vo epruveta se stava na vrv na la`i~ka `iva (II) oksid i epruvetata se zagreva. Vo nea
se vnesuva za`areno drvce. [to se zabele`uva?
Eksperiment br.2
Vo mala epruveta se stava natrium peroksid i se navla`nuva so nekolku kapki 2 mol/l
H2SO4.. Vo epruvetata se vnesuva za`areno drvce.[to se zabele`uva?
Eksperiment br. 3
Vo epruveta se stava na vrv na la`i~ka kaliumpermanganat. Epruvetata se zagreva i
vo nea se vnesuva za`areno drvce. [to se zabele`uva?
Istata postapka se povtoruva so epruveta vo koja se nao|a kalium hlorat.
Zada~i :
Da se napi{at hemiskite ravenki na predhodno izvedenite hemiski reakcii i da se
izedna~at so primena na elektronska {ema.
Vrz osnova na predhodnite eksperimenti kakov zaklu~ok mo`e da se izvede vo vrska
so na~inot na identifikacija na elementaren kislorod?
Koja od solite , KClO3 i KMnO4 e pobogata so kislorod?
Kolku dm3 kislorod }e se dobijat so razlo`uvawe na 13,72 g KClO3 , odnosno KMnO4
pri pritisok od 102,325 kPa i temperatura od 30K?
104
Fizi~ki i hemiski svojstva na kislorod
Eksperiment br. 4
Vo golema epruveta se prenesuvaat 2-3 g kalium hlorat i 0,1 - 0,15 g mangan (IV) oksid.
Epruvetata se pricvrstuva za sistem za sproveduvawe na gas ~ij kraj e potopen vo kada
so voda. Za sobirawe na izdvoeniot kislorod se prigotvuvaaat nekolku epruveti
napolneti so voda. Epruvetata so smesata od kalium hlorat i mangan IV oksid se
zagreva do po~etokot na izdvojuvawe na gasot koj se zabele`uva po izdvojuvawe na
meur~iwa vo kadata so voda. Gasot se sobira vo predhodno podgotvenite epruveti.
Epruvetite se polnat so gas zavrteni so otvorot nadolu i postojano potopeni pod
voda.
Zada~a:
Kakov zaklu~ok za fizi~kite svojstva na kislorodot mo`e da se izvle~e od
predhodniot eksperiment. Kakov gas e kislorodot? Kakva e negovata gustina? Dali
toj se rastvara vo voda?
Eksperiment br. 5
Vo tri epruveti predhodno napolneti so kislorod se vnesuvaat: zapalena
magneziumova lenta, zapalen sulfur i zaa`areno par~e jaglen. Se zabele`uva
nastanatata promena. Produktot na gorewe se rastvara vo voda i se ispituva rN
vrednosta na rastvorite.
Zada~a:
Da se napi{at reakciite na gorewe na ovie supstanci so kislorod i da se izedna~at
oksidoredukciski.
Kakvi soedinenija se dobivaat pri gorewe na elementite so kislorod?
[to stanuva so valentnosta na elementite koi reagiraat so kislorod, a {to stanuva
so valentnosta na kislorodot pri ovie procesi? Kako se vika toj proces?
Da se napi{e elektronskata konfiguracija na slednive elementi:
64
Gd, 75 Re, 82 Pb
105
DOBIVAWE I SVOJSTVA NA VODOROD PEROKSID
Vodorod peroksid spa|a vo grupata na soedinenija, peroksidi, koi se
karakteriziraat so O22- (peroksi) jon, odnosno soedinenija vo koi kislorodot e so
oksidaciski stepen -1.
Vodorod peroksid predstavuva bezbojna, sirupesta te~nost so relativna
gustina 1,46. Poradi postoewe na vodorodni vrski me|u molekulite se karakterizira
so visoka temperatura na vriewe (150oC). Predstavuva nepostojano soedinenie koe vo
koncentrirani rastvori e nepostojano i na niski temperatura. Razredenite rastvori
na niski temperaturi i vo prisustvo na kiselini poka`uvaat pogolema stabilnost.
Prisustvoto svetlina i na izvesni materii (mangan dioksid, alkalii) go zabrzuva
procesot na razlo`uvawe. Poradi za{tita od dejstvoto na alkaliite od stakloto,
vodorod peroksid se ~uva vo plasti~ni {i{iwa. Vo trgovijata se sre}ava kako 30% i
3% rastvor.
Najpogodna laboratoriska metoda za dobivawe e reakcijata me|u nekoj
peroksid i kiselina
Na2O2 + H2SO4 = H2O2 + Na2SO4
Karakteristi~na
reakcija za identifikacija na vodorod peroksid e
reakcijata so kalium dihromat vo sulfatno kisela sredina pri {to se dobiva
perokso-dihromatna kiselina.
K2Cr2O7 + 5H2O2 + H2SO4 = H2Cr2O12 + K2SO4 + 5H2O
sino oboena (eterski sloj)
Vo voden rastvor peroksodihromatnite joni mnogu brzo se transformiraat vo
Cr3+ joni so osloboduvawe na elementaren kislorod.
K2Cr2O7 + 3H2O2 + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3O2 + 7H2O
zeleno oboen (voden sloj)
Za da se spre~i raspa|aweto na peroksihromatniot jon i za da se ovozmo`i
doka`uvawe na negovoto prisusutvo se koristi negovata stabilnost vo eter.
Zakiselen voden rastvor na vodoroden peroksid vo koj e dodaden eter se prome{uva so
rastvor na kalium bihromat. Pri toa se odvojuvaat dva sloja: eterski sloj koj e sino
oboen od prisustvoto na peroksidihromatniot jon i zeleno oboen voden sloj vo koj se
nao|a Cr3+ jonot.
Vo voden rastvor H2O2 predstavuva slaba, dvoprotonska kiselina koja disocira
vo dva stepeni:
H2O2 = H+ + HO2- = 2H+ + O2-2
Poradi malata vrednost za konstantata na disocijacija peroksid jonot
predstavuva jaka baza koja protoliti~ki reagira so vodata davajki H2O2 i soodveten
hidroksid
O22- + 2H2O = H2O2 + 2OHPoradi stepenot na oksidacija -1 peroksidite mo`e da primat elektroni i da
pominat vo stepen na oksidacija na kislorodot -2
106
H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O
pa spored ova deluvaat kako oksidaciski sredstva. Istite mo`e da deluvaat i kako
redukciski sredstva pri {to oddavaat elektroni i kislorodot preminuva vo
oksidaciska sosotojba nula
H2O2 = O2 + 2H+ + 2e-
Taka H2O2 mo`e od rastvor na jodidi da izdvoi elementaren jod (oksidacisko
sredstvo)
H2O2 + 2KJ = J2 + KOH
ili mo`e da go reducira kiseliot rastvor na permanganat
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O + 5O2
Oksidaciskite svojstva na vodorod peroksid se zna~itelno poizrazeni od negovite
redukciski svojstva. Kako reduktor deluva samo vo prisustvo na pojaki oksidaciski
sredstva od nego (KMnO4, KClO3, CaOCl2 - hlorna var)
107
Laboratorisko dobivawe i identifikacija na H2O2
Eksperiment br.1
Vo epruveta se stava na vrv na la`i~ka Na2O2 i postepeno se dodava okolu 5ml 2
mol/l H2SO4. Kiselinata se dodava vnimatelno bidejki reakcijata e burna. Po
zavr{uvawe na reakcijata epruvetata se ladi i se vr{i identifijacija na
dobieniot produkt.
- 2 ml od rastvorot dobien so predhodniot obid se prefrla vo druga epruveta, se
dodava nekolku kapki 2 mol/l H2SO4, 2 ml eter, 2 ml rastvor na K2Cr2O7 . Epruvetata
energi~no se prome{uva. Se zabele`uva bojata na organskata i vodenata faza.
Eksperiment br. 2
Vo epruveta se prenesuva 3 ml 3% rastvor na H2O2 i se priprema za`areno
drvce. Vo epruvetata se dodava va vrv na la`i~e MnO2 i vedna{ kon otvorot se
prinesuva za`arenoto drvce. [to se slu~uva?
Zada~a:
- Da se napi{at ravenkite na hemiskite reakcii na dobivawe, identifikacija i
razlo`uvawe na H2O2 .
- Pri standardni uslovi so razlo`uvawe na 7,1 g od rastvor na H2O2 pod dejstvo na
MnO2 se dobivaat 52 cm3 kislorod. Da se opredeli maseniiot udel (w) na H2O2 vo
po~etniot rastvor.
Oksido redukciski svojstva na H2O2
Eksperiment br.3
Vo epruveta se stava 2 ml 3% rastvor na H2O2, se dodava 2 ml 0,1 mol/l rastvor na
KJ i 1 ml 2 mol/l H2SO4 i se zabele`uva promenata na bojata na rastvorot. Potoa
se dodava nekolku kapki rastvor na skrob.
Eksperiment br. 4
Vo 2 ml 2 mol/l rastvor na H2SO4 se dodava 0,5 ml rastvor na KMnO4 i kapka po
kapka 3% rastvor na H2O2 do obezbojuvawe na rastvorot
Eksperiment br. 5
Vo epruveta se stava 1 ml 0,1 mol/l rastvor na AgNO3, 1 ml 2 mol/l rastvor na
NaOH i 2 ml 3% rastvor na H2O2.
Zada~a:
- Da se napi{at hemiskite ravenki na izvedenite reakcii i da se objasnat
nastanatite promeni.
- Vo koi od predhodnite reakcii H2O2 se odnesuva kako oksidans, a vo koi kako
reduktor?
108
Халогени елементи. Добивање и својства
Elementite od VIIBgrupa na periodniot sistem: fluor (F), hlor (Cl), brom (Br),
jod (J) i astat (At) se nare~eni halogeni elementi. Edna od karakteristikite na
atomite na halogenite elementi e naglasena sli~nost vo hemiskite svojstva.
Postojnite razliki pove}e se odnesuvaat na intenzitetot odkolku na vidot na
hemiskite svojstva.
Зaedni~kata elektronska konfiguracija na posledniot elektronski sloj e ns2
np5. Atomite na elementite se razlikuvaat samo po brojot na elektronite vo
vnatre{nite kvantni sosotojbi. Poradi toa volumenot na atomot na halogenite
elementi raste vo grupata prema dolu.
Astat predstavuva radioaktiven element so kratko vreme na poluraspa|awe
(7,5 ~asa) i ne mo`e da se dobie vo koli~ini potebni za celosno ispituvawe na
negovite svojstba.
Vo elementarna sostojba halogenite elementi se vo oblik na dvoatomni
molekuli vo koi atomite se povrzani so nepolarna kovalentna vrska so site spareni
elektroni. Poradi toa vrskite pome|u molekulite se mnogu slabi i se rezultat na
Van-der Vals-ovi privle~ni sili. Imajki vo predvid deka vo grupata odejki nadolu
raste volumenot na atomot, vo ista nasoka rastat i Van-der Vals-ovite privle~ni
sili. Privle~nite sili se najizrazeni kaj jodot, a najslabo kaj fluorot. Od ova
proizleguvaat i agregatnite sostojbi na ovie elementi vo ~ista sostojba. Soodvetno
na ova , temperaturite na vriewe i temperaturite na topewe rastat vo nasoka fluor jod. Privle~nite me|umolekulski sili se najslabo izrazeni kaj fluor i hlor i ovie
elementi na obi~na temperatuta se gasovi. Fluorot predstavuva gas so svetlo `olta,
a hlorot gas so `olto-zelena boja. Vo molekulot na bromot privle~nite sili se
pojako izrazeni i istiot predstavuva te~nost so temno kafena boja. Vo grupata na
halogeni, privle~nite me|umolekulski sili se najjako izrazeni kaj jodot i astat i
poradi toa istite se vo cvrsta agregatna sosotojba. Jodot e cvrsta supstanca so
temnovioletova boja i so molekulska kristalna re{etka. Sepak, intenzitetot na
ovie sili me|u molekulite na bromot i molekulite na jodot se relativno slabi pa
poradi toa bromot predstavuva lesno isparliva te~nost, a jodot ima svojstvo da
sublimira. So zagrevawe na kristalite na jodot se razvivaat violetovi parei koi se
sostojat od molekuli na jod. Site halogeni elementi imaat ostar miris i nivnite
parei {tetno deluvaat na di{nite pati{ta.
Poradi nepolarnosta na nivnite molekulu, halogenite elementi vo voda te{ko
se rastvaraat, a se podobro rastvorlivi vo organski rastvoruva~i: jaglen
tetrahlorid, jaglen disulfid, benzen, horoform.
Pri rastvarawe na halogenite elementi vo voda se odviva sledniot tip na reakcija
X2 + H2O = HX + HXO
Ramnote`ata na reakcijata na sobna temperatura e silno pomestena na levo.
Rastvorite na ovie elemeti vo voda se nare~eni hlorna, bromna i jodna voda i
vo mnogu slu~ai mo`at da se koristat kako zamena za elementite vo ~ista sosotojba.
Spored predhodnoto ravenstvo, vo nivnite rastvori e prisutna halogenovodorodna i
hipohalogenitna kiselina (hipohloritna, hipobromitna, hipojoditna kiselina). Od
site ovie oksi kiselini, edinstveno hipohloritnata kiselina poka`uva ne{to
pogolema stabilnost, {to dava mo`nost da so stabilizirawe na rastvorot so
odstranuvawe na Cl- i H+ jonite istata se dobie vo oblik na rastvor. Ovoj rastvor na
hipohloritna (hipohloresta) kiselina, hlorna voda, se koristi za dezinfekcija kako
rezultat na sl. reakcija: HClO = HCl + O.
109
Kaj ostanatite elementi (brom i jod) ramote`ata na reakcijata e zna~itelno
pomestena na levo taka da koncentracijata na oksi kiselinite vo rastvorot e mnogu
mala.
Isklu~ok e fluorot koj so vodata reagira na sl. na~in
2F2 + 2H2O = O2 + 4HF
Karakteristi~no e rastvaraweto na jodot vo voda i etanol , odnosno vo
organski rastvoruva~i. Imeno rastvorot na jod vo hloroform, jaglen disulfid,
jaglen tetrahlorid ima violetova boja , dodeka vodeniot i etanolniot rastvor imaat
kafena boja. Od violetovata boja na rastvorite na jod vo organski rastvoruva~i se
zaklu~uva deka vo niv se prisutni nepromeneti molekuli na jod. Kafenoto obojuvawe
na vodeniot rastvor na jod proizleguva od nastanatata reakcija me|u molekulite na
jodot i rastvoruva~ot. Imeno dipolnite molekuli na vodata lesno gi polariziraat
golemite molekuli na jodot. Kako rezultat na ova privle~no deluvawe e pojava na
slaba vrska me|u molekulite na jodot i vodata, a kako posledica na toa kafenata boja
na rastvorot. Analogno na vodata, sli~no dejstvo imaat i drugi rastvoruva~i ~ii
molekuli se karakteriziraat so dipolen moment (etanol). Rastvorlivosta na jodot vo
voda mo`e da se zgolemi so dodavawe na jodid jon vo rastvorot pri {to se formira
trijodid jon na koj se dol`i rastvaraweto na jodit. Pri toa bojata na rastvorot od
kafena se menuva vo temnocrvena.
J- + J2 (y) = J3Od zaedni~kata elektronska konfiguracija na posledniot elektronski sloj
proizleguva deka atomite na halogenite elementi vo valentniot sloj imaat sedum
elektroni. Od ova proizleguva visokata vrednost za koeficientot na
elektronegativnost i afinitetot kon elektroni. Stabilnata elektronska
konfiguracija na naredniot inerten gas ja steknuvaat so primawe na eden elektron
vo r-orbitalata na posledniot elektronski sloj so {to pominuvaat vo negativno
naelektrizirani joni - anjoni:
H + e- = Hili gradat polarna kovalentna vrska:
:H + K = K:H
Visoko izrazeniot afinitet kon elektroni i visokiot koeficient na
elektronegativnist e pri~ina za izrazenata oksidaciska sposobnost na ovie elemnti
kako i dosta izrazenite nemetalni osobini. Od ova sledi deka karakteristi~na
oksidaciska sostojba na ovie elemnti e -1.
Pokraj ovaa oksidaciska sostojba, halogenite elementi so isklu~ok na
fluorot gradat soedinenija vo koi se javuvaat so pozitiven oksidaciski broj.
Pozitivnata oksidaciska sostojba se ostvaruva so rasparuvawe na elektronskite
parovi od y i r orbitalite na nadvore{niot elektronski sloj i preveduvawe na
elektronite vo nepotpolnetata d - orbitala na istoto energetski nivo. Na toj na~in
brojot na nespareni elektroni se zgolemuva od eden na tri, pet ili sedum i dava
mo`nost za formirawe na isto tolkav broj kovalentni vrski. Soedinenijata so
neparen oksidaciski broj se stabilni. Za razlika od niv, soedinenijata so paren
oksidaciski broj, zaradi postoeweto na nespareni elektroni se nestabilni. Sepak,
soedinenijata so pozitiven oksidaciski broj ne se karakteristi~ni za ovaa grupa na
elemnti i se dobivaat po indirekten pat.
110
Od site halogeni elementi edinstveno fluorot ne gradi soedinenija so
pozitiven oksidaciski broj. Toj, kako element na vtorata perioda vo nadvore{niot
elektronski sloj ne sodr`i d-orbitala , taka da kaj nego ne postoi mo`nost za
rasparuvawe na elektronskite parovi. Preveduvaweto na elektron vo narednoto
energetsko nivo bi bilo energetski nepovolno bidejki energijata potrebna za
rasparuvawe na elektronskite parovi ne bi mo`ela da se kompenzira so energijata
oslobodena pri formirawe na hemiska vrska.
So porast na redniot (atomskiot) broj na elementite odejki od fluor kon
astat, kako rezultat na zgolemuvawe na brojot na energetski nivoa se zgolemuva
atomskiot radius. Toa doveduva do namaluvawe na privle~nata sila me|u
elektropozitivnoto jadro i elektronite od nadvore{niot elektronski sloj, so {to
se namaluva afinitetot kon elektroni, elektronegativnosta i jonizacioniot
potencijal. Kako posledica na seto ova, vo ramkite na grupata so porast na redniot
broj opa|a reaktivnosta, oksidaciskata sposobnost i nemetalnite karakteristiki.
Poradi toa popolnuvaweto na nadvore{niot elektronski sloj so osum elektroni e
najlesno kaj fluorot koj predstavuva element so najgolema reaktivnost i
elektronegativnost od site elementi od periodniot sistem, a najte{ko kaj jodot.
Namaluvaweto na reaktivnosta na elementite vo ramkite na grupata na
halogenite elementi najdobro e ilustrirana preku nivnata reaktivnost vo odnos na
vodorodot.
H2 + F2 = 2HF - 541 kJ
H2 + Cl2 = 2HCl - 183,6
H2 + Br2 = 2HBr - 96 kJ
H2 + J2 = 2HJ + 53,2kJ
Reakcijata so fluorot e mnogu burna, eksplozivna i egzotermna i se odviva i
na niski temperaturi i bez prisustvo na svetlina. Reakcijata so hlor se odviva na ist
na~in samo vo prisustvo na svetlina. Reakcijata so brom vozmo`na e samo pri
poka~ena temperatura, a so jodot reakcijata e povratna i vozmo`na samo na
temperaturi nad 180oC.
Opa|aweto na oksidaciskata sposobnost vo grupata na halogeni elementi e
ilustrirana preku reakciite na istisnuvawe vo koi halogeniot element so pojaka
oksidaciska sposobnost go istisnuva od rastvorot na soodvetna sol halogeniot
element so poslabo oksidacisko dejstvo.
Halogenite elementi se mnogu reaktivni i reagiraat direktno so najgolem
broj od elementite na periodniot sistem.
Najreaktiven od niv e fluorot. Toj na obi~na temperatura reagira so
alkalnite metali, `elezo, olovo koi bukvalno sogoruvaat vo atmosfera na fluor
davajki soodvetni fluoridi (MF). Fluorot burno reagira i so mnogu metali i
semimetali pri {to gradi soodvetni fluoridi. Fluorot edinstveno ne reagira so
inertnite gasovi, kislorodot, azotot i dijamantot kako alotropska modifikacija na
jaglerodot. So ovie elementi reagira indirektno.
Visoka reaktivnost poka`uva i hlorot. Toj reagira so site elementi na
periodniot sistem so isklu~ok na inertnite gasovi, kislorodot i azotot . So ovie
elementi reagira indirektno. Hlorot se soedinuva so alkalnite i zemnoalkalnite
metali kako i so `elezo, bakar, aluminium koi sogoruvaat vo atmosfera na hlor pri
{to se formiraat soodvetni hloridi. Hlorot poka`uva golem afinitet za
soedinuvawe so vodorodot bilo da toj se nao|a vo slobodna ili vrzana sosotojba. Od
ova proizleguva negovoto svojstvo da reagira so jaglevodorodite pri {to go odzema
vodorodot od niv i doveduva do izdvojuvawe na elementaren jaglerod. Pr, terpentin
111
C10H16 + 8Cl2 = 10C + 16HCl
Dobivawe na halogeni elementi
Imajki vo predvid da halogenite elemnti vo prirodata voglavno se javuvaat vo
oblik na halogenidi, odnosno vo oblik na H - joni, hemiskite procesi za nivno
dobivawe se baziraat na reakcija na oksidacija. Oksidacijata mo`e da se izvr{i so
pomo{ na elektri~na struja (elektroliza) ili so pomo{ na nekoe oksidacisko
sredstvo so poizrazena oksidaciska sposobnost od halogenite elementi (MnO2,
KMnO4, KClO3).
Za nivno dobivawe mo`e da se iskoristi reakcijata na istisnuvawe na
halogeniot element od negova sol pod dejstvo na halogen so poizrazena oksidaciska
sposobnost. Ovaa reakcija se koristi za laboratorisko dobivawe na brom i jod od
nivni soli pod dejsto na hlor.
Isklu~ok e dobivaweto na fluorot . Primenata na hemiskite metodi e
nevozmo`na bidejki toj predstavuva najelektronegativen element i negova oksidacija
so niedno oksidaciski sredstvo e neviozmo`na. Edinstven na~in e anodna oksidacija
na fluor od rastvor na negov fluorid vo bezvoden fluorovodord. Upotrebata na
voden rastvor e isklu~ena bidejki poradi poniskiot redoks potencijal vo
reakcioniot sistem namesto fluorot na anodata se oksidira kislorodot.
Soedinenija na halogenite elementi so negativen stepen na oksidacija
Vo ovaa grupa na soedinenija spa|aat halogenovodorodite kako i solite na
halogenovodorodnite kiselini- halogenidi.
Halogenovodordite predstavuvaat soedinenija na halogen so vodorod (HN) so
polarno kovalentna vrska vo koja zaedni~kiot elektronski par e privle~en kon
atomot na halogenot. Halogenovodordite predstavuvaat bezbojni, otrovni, zagu{livi
gasovi.
Poradi postoeweto na polarni kovalentni vrski vo nivniot molekul tie se
dobro rastvorlivi vo voda. Vodenite rastvori na halogenovodordite reagiraat
kiselo
HN + N2O = N3O+ + Hi predstavuvaat halogenovodorodni kiselini (HF, HCl, HBr, HJ). Site ovie kiselini
so isklu~ok na fluorovodorodnata kiselina se jaki ednoprotonski kiselini.
Ja~inata na kiselinite raste vo nasoka HF - HJ {to e vo soglasnost so faktot deka vo
taa nasoka opa|a energijata na vrskata me|u halogeniot atom i vodorodot.
Neo~ekuvano malata ja~ina na HF proizleguva od golemata ja~ina na vrskata vo
nejziniot molekul kako i postoeweto na dopolnitelna, vodorodna vrska me|u
molekulite na HF {to doveduva do namaluvawe na jonizacijata na nejziniot molekul
vo voden rastvor.
Za razlika od halogenite elementi koi vo elementarna sostojba se oksidaciski
sredstva, halogenovodorodnite kiselini i nivnite soli (so isklu~ok na HF) se
redukciski sredstva. Redukciskata sposobnost raste vo nasoka HCl - HJ. HF nema
redukciska sposobnost poradi ja~inata na vrskata vo molekulot i golemiot afinitet
kon vodordni atomi (najjakoizrazenata oksidaciska sposobnost na F).
112
Oksidaciskata sostojba -1 se sre}ava i vo solite na halogenovodordnite
kiselini, halogenidi. Halogenidite se delat na:
1. halogenidi so jonski karakter (halogenidi na alkalni i zemnoalkalni metali)
kako i metali so oksidaciska sostobna +2 i +3
2. halogenidi so kovalenten karakter (halogenidi na nemetalite i metalite so
oksidaciski broevi nad +3)
3. makromolekulski (semijonski) halogenidi (halogenidi na d i f elementite)
Soedinenija na halogenite elementi so pozitiven oksidaciski broj
Pozitivni neparni oksidaciski broevi (+1,+3,+5,+7) halogenite elementi
imaat vo nivnite oksidi, kislorodni kiselini i nivni soli.
Ja~inata na kislorodnite kiselini na eden element raste so porast na
oksidaciskiot broj na halogenot. Taka perhalogenite i halogenite kiselini se jaki
kiselini, a ostanatite se sredno jaki ili slabi kiselini. Vo ramkite na grupata na
halogeni elementi, ja~inata na kislorodnite kiselini so ist oksidaciski broj na
halogenot , raste so porast na elektronegativnosta na halogeniot element. Taka
ja~inata na hipohalogenitnite kiselini raste vo nasoka HJO, HBrO, HClO.
Oksidaciskata sposobnost na kislorodnite kiselini opa|a so porast na
oksidaciskiot broj na halogenot. Taka hipohalogenitnite i halogenitnite kiselini
se najjaki, a halogenite i perhalogenite kiselini se najslabi oksidaciski sredstva.
113
Eksperimentalen del
Dobivawe i svojstva na hlor
Eksperiment br.1
Vo golema epruveta pricvrstena na `elezen stativ se stava 1 la`i~ka KClO3 ,
se preliva so koncentrirana HCl i vedna{ se zatvara so zatvara~ so edna{
svitkana cevka. Gasot {to se osloboduva se sobira vo mali suvi epruveti.
Odkako }e se napolnat dovolen broj na epruveti gasot se sproveduva niz
menzura napolneta so voda.
Eksperiment br.2
Vo atmosfera na gasovit hlor se vnesuva lenta filter hartija natopena vo
terpentin. Se nabquduva nastanata promena.
Eksperiment br.3
Vo epruveta so gasovit hlor se vnesuva za`arena bakarna `ica i epruvetata
brzo se zatvora. Po 1-2 minuti vo epruvetata se dodava 2 ml voda i kapka po
kapka 2 mol/l rastvor na NH4OH do promena na bojata na rastvorot.
Vo druga epruveta so gasovit hlor se vnesuva za`arena ~eli~na `ica i
epruvetata brzo se zatvara. Se nabquduva nastanatata promena. Vo epruvetata
se dodava 2 ml voda i kapka po kapka 2 mol/l NaOH do nastanuvawe na promena na
rastvorot.
Eksperiment br.4
Se zemaat dve epruveti i vo ednata se dodava 1 ml mastilo, a vo drugata 1 ml
rastvor na fuksin. Vo dvete epruveti se dodava hlorna voda do promena na
bojata na rastvorot.
Zada~a:
- Da se napi{e hemiskata ravenka na reakcijata izvedena vo eksperiment br.1 . Koj gas
se osloboduva i kakva e negovata boja i miris? [to se dobiva pri sproveduvawe na
gasot vo menzurata so voda ? Da se napi{at hemiskite ravenki na reakciite me|u
KMnO4 i HCl i MnO2 i HCl.
- [to se slu~uva pri vnesuvawe na hartija natopena vo terpentin vo atmosfera na
hlor i na {to se dol`i nastanatata promena ?
- Da se napi{at hemiskite ravenki na reakciite na sogoruvawe na Fe i Cu vo
atmosfera na hlor kako i ravenkite na reakciite za identifikacija na dobienite
produkti
- [to se slu~uva so rastvorite na mastilo i fuksin pod dejstvo na hlorna voda i na
{to se dol`i nastanatata promena?
- Pod dejstvo na koncentrirana HCl na edna manganova ruda koja sodr`i MnO2 so masa
od 100 kg se oslobodile 23,2 m3 hlor. Da se presmeta maseniot udel na MnO2 vo rudata
(Reakcijata se odviva pri standardni uslovi).
114
Dobivawe i svojstva na brom
Eksperiment br.1
Vo golema epruveta pricvrstena na `elezen stativ se stava 1 la`i~ka KBr i
MnO2, se preliva so koncentrirana H2SO4 i vedna{ se zatvara so zatvara~ so
edna{ svitkana cevka. Krajot na cevkata se vnesuva vo epruveta koja e zaroneta
vo ~a{a so voda. Produktot na reakcijata koj se odvojuva vo epruvetata se
rastvara vo voda.
Zada~a:
- Da se napi{e hemiskata ravenka na izvedenata reakcija. Kakva e bojata na gasot koj
se osloboduva? [to predstavuva kondenziraniot produkt na reakcijata? [to se
dobiva pri negovo rastvarawe vo voda?
Dobivawe i svojstva na jod
Eksperiment br.1
Vo staklena ~a{a se stava 1 la`i~ka od me{avinata na KJ i MnO2 vo odnos 1:1 i
se preliva so rastvor na H2SO4 1:1. ^a{ata se pokriva so kristalizerka
napolneta so ladna voda. Na bela pozadina se nabquduva bojata na izdvoeniot
produkt. Produktot na reakcijata kristalizira na dnoto na kristalizerkata.
Eksperiment br.2
Vo mala staklena ~a{a se stava la`i~ka jod i se dodava 20 ml voda. Smesata se
prome{uva energi~no.
Vo pet epruveti se stava vo sekoja poedine~no po 2 ml: hloroform, eter, benzen,
jaglendisulfid i etanol. Vo sekoja epruveta se stava po 2 ml od vodeniot
rastvor na jod.
Zada~a:
- Da se napi{e hemiskata ravenka na izvedenata reakcija vo eksperiment br.1 Kakva e
bojata na gasot koj se osloboduva? [to predstavuva kristaliziraniot produkt na
reakcijata?
- Dali jodot lesno se rastvara vo voda i kakva e bojata na negoviot voden rastvor? Vrz
osnova na bojata na rastvorite na jod vo organski rastvoruva~i da se zaklu~i koj od
rastvorite predstavuvaat “vistinski” rastvori na jod.
115
Reakciii na istisnuvawe.
Vo dve epruveti se stava po 2 ml rastvor na KJ i 2 ml hloroform. Vo prvata
epruveta se stava 1 ml hlorna voda, a vo vtorata 1 ml bromna voda. Epruvetite
energi~no se prome{uvaat. Spored bojata na organskata faza se identifikuva
produktot na reakcijata. Napi{i gi hemiskite ravenki.
Vo epruveta se stava 2 ml rastvor na KBr, 2 ml hloroform i 1 ml hlorna voda.
Epruvetata energi~no se prome{uva.
Vo druga epruveta se stava 2 ml hlorna voda i 1 ml hloroform i energi~no se
prome{uva (kontrolna proba). Bojata na dobieniot produkt na reakcijata vo
prvata epruveta se sporeduva so bojata na rastvorot vo kontrolnata proba.
Napi{i ja ravenkata na hemiskata reakcija i identifikuvaj go produktot na
reakcijata.
Zada~a:
- Da se napi{e elektronskata konfiguracija na elementite fluor, hlor, brom i jod.
- Farmacevtskiot preparat bromazepam (Leksilium) sodr`i: C(53,18%), H(3,19%),
Br(28,28%), N(10,29%) i O(5,06%). Relativnata molekulska masa na leksilium e
316,16. Da se opredeli negovata empiriska formula.
116
VIB група на Периодниот систем(Халкогени елементи)
Vo ovaa grupa na elementi spa|aat: kislorod (O), sulfur (S), selen (Se), Telur (Te) i
polonium(Po).
Zaedni~kata elektronska konfiguracija na nadvore{niot elektronski sloj na
halkogenite elementi e ns2 np4, so nespareni dva elektroni vo dve r-orbitali, a se
razlikuvaat samo po brojot na elektroni vo vnatre{nite kvantni nivoa. Imajki ja vo
predvid elektronskata konfiguracija , ovie elemneti so isklu~ok na kislorodot
gradat soedinenija so minimalen stepen na oksidacija -2 i maksimalen stepen na
oksidacija +6, odnosno soedinenija vo koi nivnata valentnost mo`e da bide -2, +2, +4
i +6.
Po svoite hemiski svojstva ovie elementi se pomalku sli~ni me|u sebe vo
odnos na sli~nosta kaj halogenite elementi. So porast na redniot broj raste brojot
na energetski nivoa i atomskiot radius kako rezultat na {to opa|aat privle~nite
sili me|u elektropozitivnoto jadro i valentnite elektroni so {to opa|a
elektronegativnosta, jonizaciskiot potencijal, oksidaciskata sposobnost i
nemetalnite osobini.Taka, kislorodot i sulfurot se izraziti nemetali, a selen,
telur i polonium poka`uvaat svojstva na semimetali.
Kako ilustracija za promenata osobinite na ovie elementi mo`e da poslu`at
podatocite za nivnata elektroprovodlivost. Taka kislorodot i sulfurot se
izolatori, a selen i telur se poluprovodnici. Promenata na hemiskite svojstva se
ogleda i vo namaluvawe na kiselosta na nivnite oksidi kako i ja~inata na kiselinite
na ovie elementi. Taka, sulfatnata kiselina e edna od najjakite, a teluratnata
kiselina edna od najslabite kiselini.
Edna od karakteristikite na elementite od ovaa grupa e da gradat molekuli so
razli~en broj na atomi Taka kislorodot gradi dvoatomni molekuli, sulfurot
naj~esto gradi prstenasti molekuli sostaveni od 8 atomi (S8 molekuli), selenot gradi
prsetanasti Se8 i lan~esti molekuli i sl. Ova svojstvo na halkogenite elementi da
gradat poliatomni molekuli dava mo`nost da se javuvaat vo pove}e alotropski
modifikacii.
SULFUR
Sulfurot predstavuva cvrsta kristalna supstanca so limon-`olta boja.
Poradi nepolarnosta na molekulot ne se rastvara vo voda, a se rastvara vo nepolarni
organski rastvara~i(CCl4) , a osobeno vo onie koi vo svojot sostav sodr`at sulfur
(jaglen disulfid). Sulfurot pri zagrevawe se odnesuva nevoobi~aeno. Na 112,8oC se
topi i preminuva vo `olta podvi`na te~nost ~ija viskoznost so porast na
temperaturata raste do temperatura od 195oC koga nastanuva temno-sme|a nepodvi`na
masa. So zagrevawe nejzinata viskoznost se menuva za da na 300oC se dobie povtorno
podvi`na te~nost koja vrie na 444,6oC i ispu{ta portokalovi parei. Ako pareite na
sulfur naglo se izladat, tie sublimiraat, odnosno se dobiva kristalna forma na
sufur, t,n. sulfuren cvet koj se sostoi od pove}e molekulski vidovi. Pri ladewe
ovie promeni se odvivaat po obraten redosled.
Vakvoto odnesuvawe na sulfurot se dol`i na postoeweto na
pove}e
alotropski modifikacii: rombi~en (-sulfur), monocikli~en (-sulfur) i
plasti~en (-amorfen sulfur). Na sobna temperatura egzistira vo oblik na rombi~en
sulfur. Ako od rastvor na CS2 se iskristalizira sulfurot i nastanatite kristali se
nabquduvaat pod lupa }e se zabele`at `olti providni kristali vo forma na
oktaedri koi pripa|aaat na rombi~niot sulfur. Rombi~niot sulfur se
117
karakterizira so molekul koj se sostoi od osum molekuli povrzani vo oblik na
prsten. So zagrevawe na rombi~niot sulfur, na temperatura od 95,5 oC toj preminuva
vo druga kristalna forma - monoklini~en ()sulfur koj e predstaven vo oblik na
dolgi, prizmati~ni kristali. I molekulite na monoklini~niot sulfur se sostaveni
od 8 atomi. Razlikata me|u rombi~niot i monoklini~niot sulfur koja nadvore{no se
manifestira vo poinakva kristalna forma , se sveduva vo razli~niot raspored na S8
molekulite vo edine~nite kletki na kristalnata re{etka. Kaj rombi~niot sulfur
edine~nata kletka na kristalot se sostoi od 16 molekuli S8, dodeka edine~nata
kletka na monoklini~niot sulfur se sostoi od 6 molekuli S8. Rombi~niot sulfur
predstavuva najstabilna modifikacija i postoi na temperaturi pod to~kata na
transformacija (95,5oC). Pome|u ovie dve modifikacii postoi ramnote`a.
Rombi~niot i monoklini~niot sulfur se razlikuvaat me|u sebe po svoite fizi~ki
svojstva (temperatura na topewe, relativna gustina)
So naglo ladewe na rastopen sulfur so temno-crvena boja se dobiva tretata
modifikacija, amorfen ili plasti~en ()sulfur koj se sostoi od dolga niza na
sulfurni atomi na {to se dol`at i negovite plasti~ni osobini. Za razlika od
predhodnite dve modifikacii koi se razlikuvaat samo po strukturata na edine~niot
kristal, a strukturata na molekulot na sulfurot e ista, kaj plasti~niot sulfur se
naru{uva
kristalnata
struktura
i
gradbata
na
molekulite
na
sulfurot.Karakteristi~nite promeni vo agregatnata sostojba na sulfurot pri
zagrevawe se dol`at na premin na prstenastite molekuli vo lan~esti kako i na
razli~en nivni udel vo sistemot pri razli~ni temperaturi.
Sulfurot e pomalku reaktiven vo odnos na kislorodot. Na obi~na temperatura
reagira samo so fluorot, dodeka na poka~ena temperatura reagira so kislorodot
davaj}i SO2, so vodorodot davajki H2S, so halogenite elementi(hlor i brom) kako i so
najgolem broj metali i nemetali davajki soodvetni sulfidi. Imajki ja vo predvid
elektronskata konfiguracija, sulfurot mo`e da gradi soedinenija so oksidaciski
stepen od -2 do +6, pri {to najstabilni se soedinenijata vo koi toj se javuva so
oksidaciski stepen
-2, +4 i +6.
Soedinenija na sulfur so stepen na oksidacija -2
Ovoj stepen na oksidacija sulfurot go ima vo soedineieto so vodorod, H2S,
kako i vo sulfidite koi mo`e da se smetaat za soli na vodeniot rastvor na
sulfurvodorod.
H2S predstavuva gas so neprijatna mirizba na rasipani jajca. Negovata
toksi~nost e skoro identi~na so cijanovodorod, a ~etiri pati e potoksi~en od
jaglerod-monoksid.
Zaradi postoeweto na polarna kovalentna vrska H2S dobro se rastvara vo voda.
Vodenot rastvor (sulfurvodorodna kiselina) predstavuva slaba, diprotonska
kiselina koja disocira vo dva stepena:
H2S = H+ + HS- = 2H+ + S2Za razlika od vodata koja predstavuva analogno soedinenie na kislorodot,
osven kiselite svojstva, sulfurvodorodot poka`uva i zna~itelno izrazeni
reduktivni osobini. Pod dejstvo na poslabi oksidaciski sredstva H2S se oksidira do
elementaren sulfur. Pri podolgo stoewe na rastvorot na H2S na vozduh isto taka
nastanuva negova oksidacija pod dejstvo na kislorodot od vozduhot do elementaren
sulfur. Pri ovaa reakcija rastvorot stanuva mle~no bel od izla~eniot elementaren
sulfur.
118
2H2S + O2 = 2S(s) + 2H2O
Pod dejstvo na pojaki oksidaciski sredstva oksidacijata na sulfurot odi do
stepen na oksidacija +4 ili +6. Taka pri negovo sogoruvawe vo dovolen pristap na
kislorod se oksidira vo SO2.
2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H2O(g)
Reduktivnite osobini na H2S se ogledaat i vo negovata reaktivnost vo odnos na
hlorot , bromot, KMnO4, K2Cr2O7 pri {to sulfurot se oksidira do elementaren
sulfur.
Br2 + H2S = 2HBr + S
K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3H2S = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3S + 7H2O
2KMnO4 + 2H2S + H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + S + 4H2O
Vo prisustvo na vlaga i poka~ena temperatura reagira so elementarno srebro
sozdavajki srebro sulfidi. Na ovaa reakcija se dol`i pocrnuvaweto na srebroto pri
podolgo stoewe na vozduh.
4Ag +2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O
Reagira so sulfatnata kiselina pri {to H2S se oksidira do SO2, a sulfurot od
H2SO4 go reducira do elementaren sulfur.
H2SO4 + H2S = SO2 + S + 2H2O
Osnoven metod na dobivawe na H2S e reakcija me|u sulfid i kiselina. Op{to
sulfidite mo`at da se podelat vo tri grupi i toa spored rastvorlivosta vo voda ili
vo (hloridna) kiselina. Sulfidite na alakalnite i zemnoalkalnite metali (Na2S,
K2S, BaS) se rastvorlivi vo voda. FeS, ZnS, MnS se nerastvorlivi vo voda, a
rastvorlivo vo kiselini. Na tretata grupa na sulfidi pripa|aat sulfidite: CuS, PbS,
Ag2S, SnS i najte{ko rastvorliviot HgS koi se nerastvorlivi nitu vo vida nitu vo
kiselini. Za nivno rastvarawe se koristat oksidaciski sredstva koi go oksidiraat
sulfid-jonot do elementaren sulfur. Za analiti~ki celi naj~esto se koristi topla
razredena nitratna kiselina.
Soedinenija so oksidaciski stepen +4
Ovoj stepen na oksidacija sulfurot go ima vo soedinenijata so kislorod:
sulfur IV oksid, SO2 , sulfitna (sulfuresta ) kiselina, H2SO3 i nejzinite soli,
sulfiti. Od halogenidite na sulfurot zna~ajno soedinenie e sulfur tetrafluorid,
SF4 koj se koristi kako sredstvo za fluorirawe.
Sulfur IV oksid, SO2 nastanuva pri sogoruvawe na sulfurot so kislorodot od
vozduhot.
S + O2 = SO2 (g)
119
Kako laboratoriski metodi za negovo dobivawe se koristat:
1. Reakcija me|u metal i koncentrirana sulfatna kiselina
Cu + "H2SO4" = CuSO4 + SO2 + 2H2O
2. Reakcija me|u cvrst sulfit i kiselina. Naj~esto se koristi Na2SO3
Na2SO3 + "H2SO4" = Na2SO4 + SO2 + H2O
SO2 predstavuva bezboen gas so karakteristi~en ostar, bockav miris. Pote`ok
e od vozduhot. Vo pogolemi koli~estva e toksi~en. Negovata toksi~nost osobeno e
izrazena za ni`ite organizmi , pa se primenuva za sterilizacija na suvo ovo{je i za
dimewe na vinski bo~vi.
Spored hemiskite svojstva predstavuva gas koj poseduva oksidaciski i
redukcisko deluvawe. Pokarakteristi~ni se negovite redukciski osobini koi se
manifestiraat pri reakcija so oksidaciski sredstva kako {to e rastvor na brom,
rastvor na kaliumpermanganat, rastvor na kaliumbihromat. Pri ovie reakcii
sulfurniot arom se oksidira do oksidaciska sostojba +6. Redukciskoto dejstvo na SO2
predizvikuva i soodvetni vizuelni promeni na rastvorite na ovie oksidaciski
sredstva.
Br + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4
K2Cr2O7 + 3SO2 + "H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O = 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
Oksidacisko dejstvo SO2 projavuva samo pri reakcii so silni reduktori kako
{to se nekoi metali (Na, K, Mg), vodorod, sulfurvodorod. Taka pri reakcija so H2S,
eden atom na sulfur od SO2 se reducira, a dva atomi na sulfur od H2S se oksidiraat
pri {to se dobiva elementaren sulfur.
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
Poradi polarnosta na molekulot SO2 lesno se rastvara vo voda. Vodeniot
rastvor poka`uva kisela reakcija i dolgo vreme se smetalo deka istiot predstavuva
rastvor na sulfitna (sulfuresta kiselina) , H2SO3, odnosno SO2 predstavuva anhidrid
na istata. Me|utoa, spektroskopskite ispituvawa na sistemot SO2-H2O poka`ale deka
se raboti za slo`ena smesa ~ij sostav vo golema mera zavisi od temperaturata, rN i
koncentracijata. Utvrdeno e deka taa smesa voglavno se sostoi od fizi~ki rastvoren
SO2 i mnogu mali koncentracii na jonite H3O+, HSO3-, SO32-. Ne e utvrdeno prisustvo
na nedisocirani molekuli na H2SO3. Ovaa kiselina mo`e da egzistira vo molekulska
sostojba pod posebni uslovi vo gasovita sostojba.
Sulfurestata kiselina gradi dva vida soli: normalni sulfiti MI2SO3 i MIISO3
i hidrogensulfiti MHSO3 koi so gubitok na voda pominuvaat vo disulfiti MI2S2O5.
Normalnite sulfiti se voglavno slabo rastvorlivi so isklu~ok na sulfitite na
alkalnite metali koi se lesno rastvorlivi vo voda. Hidrogensulfitite se lesno
rastvorlivi soli. Sulfitite, sli~no na SO2 poka`uvaat i oksidaciski i redukciski
svojstva so pojako izrazeno redukcisko deluvawe.
120
Soedinenija so oksidaciski stepen +6
Ova predstavuva najva`en stepen na oksidacija na sulfurot. Vo ovaa grupa na
soedinenija spa|aat negovite soedinenija so kislorodot, sulfur VI oksid, SO3,
sulfatna kiselina i nejzini soli, halogen derivati na sulfatnata kiselina,
peroksisulfatnata kiselina H2SO5 kako i sulfur heksafluorid.
SO3 vo princip se dobiva so oksidacija na SO2 so kislorod
2SO2 + O2 = 2SO3 (g)
Ovaa reakcija e silno egzotermna i so porast na temperaturata ramnote`ata se
pomestuva na levo, odnosno doa|a do razlo`uvawe na SO3. Toa e pri~inata {to SO3 ne
mo`e da se dobie so direktna oksidacija na SO2.
Imeno, so sogoruvawe na sulfurot
od SO2 se osloboduva tolkavo koli~estvo toplina {to eventualno nastanatiot SO3
vedna{ se raspa|a.
Laboratoriski SO3 se dobiva so zagrevawe na "dimliva" sulfatna kislina koja
predstavuva sulfatna kiselina zasitena so SO3 20 - 25%.
H2S2O7 = H2SO4 + SO3
Mo`e da se dobie so destilacija na fero ili feri sulfat
Fe2(SO4)3 = Fe2O3 + 3SO3
Gasovitiot SO3 predstavuva monomer. Na 44,5oC preminuva vo te~nost, a na
16,8 C kristalizira. Kristalniot SO3 predstavuva trimer koj egzistira vo pove}e
alotropski modifikacii (, i modifikacija na SO3)
Sulfatnata kiselina, H2SO4 se smeta za eden od najzna~ajnite proizvodi na
hemiskata industrija. Op{to se smeta deka nejzinoto dobivawe se sveduva na
rastvarawe na sulfur VI oksid vo voda.
o
SO3 + H2O = H2SO4
Me|utoa, cvrstiot SO3 so voda reagira eksplozivno, a reakcijata me|u gasoviot
SO3 i voda e mnogu spora. Pote{kotiite vo tehnolo{kata postapka na dobivawe na
H2SO4 se otkloneti na pove}e na~ini i spored toa vo osnova razlikuvame dve postapki
za dobivawe na sulfatna kiselina: postapka so olovni komori i kontaktna postapka.
Sulfatnata kiselina predstavuva bezbojna maslovidna te~nost pote{ka od
vodata. Predstavuva silna, dvoprotonska kiselina koja dava dva vida soli: sulfati i
hidrogensulfati. Sufatite , osven solite na Ca, Sr, Ba, Ra, Pb, Ag i Hg se rastvorlivi
vo voda. Rastvorlivosta vo voda opa|a so porast na temperaturata. Nekoi id niv pr.
CuSO4, egzistiraat vo oblik na hidrati so neparen broj na molekuli na voda.
Golemata primena na sulfatnata kiselina se bazira na slednive nejzini svojstva:
1. Oksidacisko dejstvo. Sulfatnata kiselina predstavuva sredno jako oksidacisko
sredsvo. Nejzinoto oksidacisko deluvawe vo razredeni rastvori i na sobna
temperatura e mnogu slabo izrazeno. Izrazeno oksidacisko deluvawe poka`uva
toplata koncentrirana sulfatna kiselina.
Taa gi rastvara metalite koi vo naponskiot red se nao|aat desno od vodorodot,
odnosno koi imaat popozitiven oksidaciski potencijal vo odnos na vodorodot (Cu,
Hg, Ag). Na sli~en na~in reagira i so nemetalite.
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
C + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O
121
S + H2SO4 = 2SO2 + H2O
Razredenata sulfatna kiselina ne predstavuva oksidacisko sredstvo i reagira
samo so metalite koi vo naponskiot red se pred (levo od) vodorodot.
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
Karakteristi~no e deka sulfatnata kiselina so koncentracija nad 93% ne
reagira so `elezoto poradi sozdavawe sloj od te{ko rastvorliv `elezo sulfat koj ja
popre~uva ponatamo{nata reakcija me|u metalot i kiselinata. Toa dava mo`nost za
transport na sulfatnata kiselina vo `elezni cisterni.
2. Dehidratacisko dejstvo. Sulfatnata kiselina poka`uva golema sklonost da vrzuva
voda pri {to nastanuvaat to~no definirani hidrati H2SO4 x nH2O (n =
1,2.4)Reakcijata na hidratacija e silno egzotermna. Poradi toa pri me{awe na
sulfatna kiselina so voda treba da se vodi smetka za redosledot na dodavawe na
te~nostite (kiselina vo voda)
Sulfatnata kiselina ima svojstva da odzema voda organskite supstanci pri
{to predizvikuva nivno jaglenisuvawe. Pr. {e}er:
“H2SО4”
C12H22O11 ------------------ 12C + 11H2O
Imajki go vo predvid nejzinoto oksidacisko i dehidratacisko deluvawe proizleguva
i nejzinoto razorno dejstvo vrz rastitelnite i `ivotinski tkiva.
122
Eksperimentalen del.
Eksperiment br.1 Rastvorlivost na sulfur
Se zermaat tri epruveti. Vo prvata se stava nekolku ml CS2, vo vtorata etanol
i vo tretata destilirana voda. Vo site tri epruveti se stava na vrv na la`i~ka
sulfur vo prav. Epruvetite se prome{uvaat so protresuvawe.
Eksperiment br.2. Alotropski modifikacii na sulfur
a) Rastvorot na sulfur vo CS2 od predhodniot eksperiment se istura na saatno staklo
se ostava da stoi do potpolno isparuvawe na rastvoruva~ot (se raboti so vklu~en
digestor). Koga rastvoruva~ot }e ispari so mikroskop se nabquduva kristalnata
struktura na sulfurot.
b) Suva epruveta se polni do polovina so sulfur vo prav. Epruvetata ramnomerno se
zagreva na plamenik do vte~nuvawe na sulfurot. @oltata lesno podvi`na te~nost se
istura vo fi{ek od hartija. Vedna{ po ocvrsnuvaweto na sulfurot vo fi{ekot, toj
se otvara I so opti~ki instrument se nabquduva strukturata na sulfurot.
v) Mala suva epruveta se polni do polovina so sulfur vo prav i se zabele`uvaat
promenite na viskoznosta. Na 119oC sulfurot se topi i pominuva vo `olta lesno
podvi`na te~nost . Kako se menuva viskoznosta na sulfurot so ponatamo{no
zagrevawe? Na 200oC sulfurot postignuva maksimalna viskoznost. Ako epruvetata se
svrti so otvorot nadolu dali sulfurot }e iste~e od nea? Zagrevaweto se prodol`uva.
Na temperatura nad 300oC sulfurot e pak te~en. Kakva e negovata boja? Sodr`inata
na epruvetata se istura vo ~a{a so voda i se zabele`uvaat svojstvata na te~niot
sulfur.
Zada~a:
- Objasni ja rastvorlivosta na sulfur vo primenetite rastvara~i.
- Koi alotropski modifikacii na sulfur se dobivaat pri izveduvawe na
eksperimentite navedeni pod a, b i v. ?
- Objasni gi nakratko promenite na viskoznosta i bojata na sulfurot pri negovo
zagrevawe demonstrirani vo eksperiment (v).
123
Sulfur so oksidaciski stepen -2.
Eksperiment br.1. Dobivawe na H2S
Vo golema epruveta pricvrstena na metalen stativ se stava edna la`i~ka
predhodno pulverizirann FeS i se dodava 3-4 ml koncentrirana hloridna kiselina.
Epruvetata se zatvara so gumen zatvara~ so kapilara. Po 1-2 minuti gasot koj
izleguva od kapilarata se zapaluva.
Zada~a.
- Da se napi{e ravenkata na izvedenata hemiska reakcija.[to e produkt na
reakcijata?
- Da se objasni so kakov plamen gori produktot na reakcijata.
Eksperiment br.2 Reduktivni svojstva na H2S
a) Nad kapilarnata cevka so zapaleniot gas dobien so predhodniot eksperiment se
dobli`uva suva inka, taka da goreweto ovoj pat se odviva vo nedostatok na kislorod.
b) Epruvetata vo koja se odviva hemiskata reakcija na osloboduvawe na H2S se zatvara
so zatvara~ so edna{ svitkana cevka. Gasot koj se osloboduva se sproveduva vo
epruveta koja sodr`i destilirana voda.
v) Vo tri epruveti posebno se stava: bromna voda, rastvor na kaliumbihromat i
rastvor na kaliumpermanganat . Vo epruvetite so rastvor na kaliumbihromat i
rastvor na kaliumpermanganat se stava koncentrirana sulfatna kiselina.
Epruvetite sukcesivno se zamenuvaat na otvorot na staklenata cevka kade se
osloboduva H2S.
Obidot se povtoruva so gorespemenatite rastvori. Namesto H2S gas vo niv se dodava
H2S-voda.
Zada~a:
- Da se napi{at ravenkite na hemiskite reakcii i da se objasnat nastanatite
vizuelni promeni na rastvorite.
- Od kade poteknuvaat nastanatite `olti fleki na vnatre{nata povr{ina na inkata
vo eksperimentot a)?
- Kako se vika rastvorot na H2S gas vo voda? Kakvi promeni vo rastvorot nastanuvaat
so stoewe zo{to istite se pojavuvaat?
124
Sulfur so oksidaciski stepen +4
Eksperiment br 1. Dobivawe na SO2
Vo golema epruveta se stava edna la`i~ka kristalen Na2SO3 i se preliva so
"H2SO4". Epruvetata se zatvara so gumen zatvara~ so edna{ svitkana cevka. Gasot se
sobira vo epruveta so destilirana voda. So indikator-hartija se opredeluva rN
vrednosta na rastvorot na izdvoeniot gas.
Zada~a:
- Da se napi{e ravenkata na hemiskata reakcija.
- [to se dobiva so rastvarawe na izdvoeniot gas vo voda? Kakva e rN vrednosta na
rastvorot?
Eksperiment br.2 Redukciski svojstva na SO2
Vo tri epruveti se stava oddelno: bromna voda, rastvor na kaliumpermanganat
i rastvor na kaliumbihromat. Vo epruvetite so rastvor na kaliumpermanganat
i rastvor na kaliumbihromat se dodava po malku "H2SO4". Epruvetite
sukcesivno se zamenuvaat na otvorot na cevkata od koja izleguva gasot SO2.
Gasot se sproveduva vo rastvorite se do promena na nivnata boja.
Eksperimentot se povtoruva so istite rastvori. Namesto gas, vo niv se dodava
voden rastvor na SO2 do pojava na prvata promena.
Zada~a:
- Da se napi{at ravenkite na hemiskite reakcii i da se objasnat nastanatite
vizuelni promeni na rastvorite.
125
Sulfur so oksidaciski stepen +6
Eksperiment br.1. Dehidratacisko dejstvo na H2SO4
a) Se zemaat dve epruveti. Vo ednata se stava 2 mol/l H2SO4, a vo drugata "H2SO4". Na
par~e hartija(celuloza, polisaharid) se kapnuva po 1-2 kapki od dvata rastvori i se
zabele`uvaat nastanatite promeni.
b) Vo dve porcelanski zdeli se stava po edna la`i~ka {e}er (disaharid) . Vo ednata
porcelanska zdela se dodava “H2SO4“ , a vo drugata razredena H2SO4.
Zada~a:.
- Kako deluva
polisaharidite.
razredenata
i
koncentriranata
H2SO4
na
disaharidite
i
Eksperiment br.2. Oksidacisko dejstvo na H2SO4
Vo dve epruveti se stava elementaren bakar. Vo ednata se stava razredena H2SO4, a vo
drugata "H2SO4". Se zabele`uva nastanatata promena na rastvorite.
Vo dve epruveti se stava Zn-perla. Vo ednata se stava razredena H2SO4, a vo drugata
"H2SO4".
Zada~a:
- Da se napi{at ravenkite na izvedenite hemiski reakcii vo predhodnite obidi. Koj
gas se osloboduva pri reakcija na bakar so H2SO4, a koj pri reakcija na cink so H2SO4?
- Kako deluva koncentriranata i razredenata H2SO4 na metalite ?
Se zemaat dve epruveti i vo sekoja od niv se stava par~e jaglen. Vo ednata epruveta se
stava razredena, a vo drugata koncentrirana H2SO4. Epruvetite se zagrevaat
Zada~a:
- Da se napi{at ravenkite na izvedenite hemiski reakcii.
- Kako deluva koncentriranata i razredenata H2SO4 na nemetalite.
-Da se napi{e elektronskata konfiguracija na halkogenite elementi.
126
VB група на Периодниот систем
Vo ovaa grupa na elementi spa|aaat : azot (N), fosfor (P), arsen (As), antimon
(Sb) i bizmut (Bi). Osobinite na ovie elementi se menuvaat poa|ajki vo nasoka N - Bi i
zna~itelno se razlikuvaat me|u sebe. Taka, azot i fosfor predstavuvaat tipi~ni
nemetali, arsen i antimon se semimetali dodeka bizmutot e metal.
Zaedni~ka elektronska konfiguracija vo posledniot elektronski sloj e ns2 np3,
odnosno ovie elementi poseduvaat tri nespareni elektroni vo tri r-orbitali koi se
postaveni vo nasoka na trite prostorni oski.
Elementite od oovaa grupa me|u sebe se razlikuvaat spored brojot na
elektroni vo vnatre{nite elektronski sloevi, pa spored toa, odejki vo nasoka azotbizmut raste atomskiot radius {to se odrazuva na promenata na nivnite fizi~ki i
hemiski svojstva.
Od elektronskata konfiguracija na posledniot elektronski sloj se
zabele`uva deka ovie elementi poseduvaat tri nespareni elektroni vo posledniot
elektronski sloj, pa za da se formira stabilen, dvoatomski molekul potrebno e
soedinuvawe na site tri r-elektroni od dvata atomi. So toa bi se formirale edna i
dve vrski. Na obi~na temperatura vakva struktura ima samo molekulot na azotot
{to e ovozmo`eno od maliot radius na azotniot atom. Ostanatite ~lenovi na ovaa
grupa gradat dvoatomni molekuli samo na visoki temperaturi.
Poradi ovakvata struktura azotot na obi~na temperatura predstavuva gas bez
boja, miris i vkus i se karakterizira so niska temperatura na topewe i vriewe.
Atomot na fosfor poradi svojata golemina ne mo`e na obi~na temperatura da
gradi pove}ekratni vrski. Najednostaven na~in atomite na fosfor da se soedinat vo
molekul bez formirawe na pove}ekratni vrski so anga`irawe na site tri relektroni e formirawe na molekul R4. Vo ovoj molekul sekoj atom na fosfor e
povrzan so ednokratna vrska so tri fosforni atomi taka {to ~etirite R-atomi
formiraat tetraedarska struktura. Ovakvata postavenost na R-atomite uslovuva
delumno prepoklopuvawe na r-orbitalite {to rezultira so relativno slaba vrska i
golema oddale~enost me|u R atomite. Poradi toa, energijata na molekulot R 4 e niska
i istiot se javuva vo dve modifikacii, bel i crven fosfor, koi se razlikuvaat po
svojata stabilnost. Ponestabilnata modifikacija na fosforot, bel fosfor, se
karakterizira so goreopi{anata struktura na negoviot molekul. Zna~itelno
postabilna modifikacija na fosforot predstavuva crven fosfor. Negovata
struktura najverojatno nastanuva so me|usebno povrzuvawe na tetraedarskite
molekuli koe se ostvaruva so raskinuvawe na edna R-vrska. So toa se postignuva
postabilna, sloevita struktura. Beliot fosfor e toksi~na , nestabilna, bela
prozirna kristalna supstanca nerastvorliva vo voda, a rastvorliva vo CS2. Na vozduh
spontano se pali (burna reakcija na oksidacija) i poradi toa se ~uva pod voda. Beliot
fosfor na temno svetka i ovaa pojava se narekuva luminiscencija i e posledica na
spora reakcija na oksidacija. Crveniot fosfor predstavuva netoksi~na amorfna
supstanca so crvena boja. Postoi i treta modifikacija na fosforot, crn fosfor
koja se karakterizira so najgolema stabilnost.
Arsen i antimon, kako i fosforot se karakteriziraat so dve modifikacii.
Ponestabilnata modifikacija predstavuva `olt arsen i `olt antimon. Tie
predstavuvaat supstanci so kristalna struktura i molekulska kristalna re{etka.
Nivnite molekuli se ~etiriatomni, As4 i Sb4 i poseduvaat osobini sli~ni na bel
fosfor. Stabilnite modifikacii se nare~eni siv(metalen) arsen, odnosno antimon.
Predstavuvaat modifikacii na ovie elementi so stabilna, sloevita struktura , so
metalen sjaj i dobra elektri~na provodlivost poradi {to se nare~eni metalni
modifikacii.
127
Bizmutot predstavuva metal so sivo-bela boja i roze sjaj. Toj ne se
karakterizira so tetraedarski molekul, tuku poseduva stabilna romboedarska
kristalna struktura koja e sli~na na stabilnite strukturi na arsen i antimon.
So porast na atomskiot broj kaj elementite od ovaa grupa doa|a do promena ne
samo na fizi~kite, tuku i na hemiskite osobini koi se menuvaat od tipi~no
nematalni do metalni. Promenata na hemiskite svojstva se bazira na namaluvaweto
na energijata na jonizacija i elektronegativnosta so porast na atomskiot radius.
Kako ilustracija za promenata na svojstvata mo`e da poslu`at osobinite na nivnite
oksidi. Taka, oksidite na azot i fosfor se so kiseli svojstva, oksidite na
trovalentniot arsen i antimon se amfotereni so slabo izrazeni bazni osobini,
dodeka oksidot na trovalenten bizmut ima bazni osobini. Postoeweto na pet
elektroni vo nadvore{niot elektronski sloj na ovie elementi dava mo`nost istite
da gradat soedinenija vo koi se javuvaat so oksidaciski broj od -3 do +5. Me|utoa, od
site niv edinstveno azotot gradi soedinenija so site mo`ni oksidaciski sostojbi od
ovoj opseg. Fosfor, arsen i antimon gradat soedinenija so oksidaciski broj -3, +3 i
+5, dodeka bizmut gradi soedinenija so oksidaciski broj +3 i +5. Bizmut hidrid (BH3)
soedinenie vo koe Bi ima oksidaciski broj -3. Se dobiva po indirekten pat i
predstavuva isklu~itelno nestabilno soedinenie. Najgolem broj od soedinenijata na
ovie elementi se od polarno-kovalenten tip, so isklu~ok na bizmut koj gradi
soedinenija so jonska (halogenidi) i so polarno kovalentna vrska, kako i azotot koj
kako element na vtorata perioda zaradi maliot atomski radius lesno gradi dvojni i
trojni vrski kako i vrski od donorno-akceptoren vid.
Azotot , kako prv ~len na ovaa grupa se karakterizira so zna~itelno pomal
atomski radius i zna~itelno pogolema vrednost na koeficientot
na
elektronegativnost vo odnos na ostanatite ~lenovi na ovaa grupa.
Elektronegativnosta vo ramkite na ovaa grupa na elementi ne opa|a ednoli~no, tuku
me|u koeficientite na elektronegativnost na azot i fosfor postoi skokovit pad.
Golemata elektronegativnost na azotot uslovuva i razlika vo negovoto hemiskoto
odnesuvawe vo odnos na elementite od V B grupa. No sepak ovaa razlika ne e taka
drasti~na kako kaj razlikata me|u svojstvata na prvite ~lenovi od halkogenite i
halogenite elementi i ostanatite ~lenovi na tie grupi. Imeno, kislorodot i
fluorot, za razlika od ostanatite elementi od nivnite grupi ne gradat soedinenija
so pozitivni oksidaciski broevi (so isklu~ok na nivnitzaedni~ki soedinenija O2F2 i
OF2 koi se dobivaat pod posebni uslovi i se karakteriziraat so golema nestabilnost)
{to e rezultat na nivnata golema elektronegativnost. Azotot, i pored golemata
elektronegativnost gradi soedinenija so pozitiven oksidaciski broj.
Soedinenija na azot so negativen oksidaciski broj
Soedinenija so negativen stepen na oksidacija elementite od ovaa grupa gradat
so pomalku elektronegativni elementi . Ovde vo prv red se misli na vodorod bidejki
soedinenijata so site ostanati pomalku elektronegativni elementi mo`e da se
smetaat za izvedeni od soodvetnite soedinenija so vodorod. Me|utoa, samo me|u azot i
vodorod postoi zna~itelna razlika vo elektronegativnosta pa poradi toa samo
soedinenieto me|u azot i vodorod, NH3 poka`uva zadovolitelna stabilnost.
Soodvetnite soedinenija na ostanatite elementi od ovaa grupa: fosfin (PH3), arsin
(AsH3),
stibin (SbH3) i bizmutin (BH3) se zna~itelno ponestabilni, i toa
nestabilnosta raste so opa|awe na elektronegativnosta. Za ovie soedinenija e
karakteristi~no da poseduvaat reduktivni osobini koi rastat so porast na
nestabilnosta.
Azotot so vodorodot gi gradi slednive soedinenija vo koi se javuva vo
negativni oksidaciski sostojbi: -1 (hidroksilamin, NH2OH), -2 (hidrazin, NH2-NH2),
128
-1/3 (azidna kiselina HN3) i -3 (amonijak, HN3). Najzna~ajno soedinenie od ovaa
grupa e amonijak.
Amonijakot predstavuva bezboen gas so karakteristi~en nadrazliv bockav
miris. Prisuten vo pogolemi koncentracii e toksi~en. Zaradi polarnosta na
molekulot, za razlika od hidridite na ostanatite elementi od ovaa grupa, lesno e
rastvorliv vo voda. Vodeniot rastvor reagira bazno i se smeta deka vo istiot se
odviva reakcija vo koja amonijakot prima proton i preminuva vo amonium jon:
NH3 + H2O = NH4+ + OHVo molekulot na amonijakot, atomot na azotot poseduva sloboden elektronski
par i poradi toa amonijakot se javuva kako ligand vo golem broj na kompleksni
soedinenija gradejki donorno-akceptorna vrska (Luisova teorija)
Amonijakot spored konstantata na disocijacija (1,6 x 10-5) predstavuva slaba
baza. So kiselinite gradi amoniumovio soli koi se karakteriziraat po prisustvoto
na tetraedarski NH4+ - jon i po svoite osobini se sli~ni na solite na alkalnite
metali. Ovaa sli~nost se dol`i na sli~nite dimenzii na amonium jonot i jonite na
alkalnite metali. Edinstvena razlika e vo toa {to solite na alkalnite metali
reagiraat neutralno, dodeka solite na amoniumot reagiraat kiselo, {to se dol`i na
disocijacijata na amoniumoviot jon:
NH4+ + H2O = NH4OH + H+ ili NH4+ = NH3 + H+
Amonium solite na sobna temperatura se stabilni supstanci vo cvrsta
agregatna sostojba koi so zagrevawe se razlo`uvaat. Razlo`uvaweto mo`e da odi na
dva na~ini:
- Amonium soli na kiselinite koi ne deluvaat oksidaciski se razlo`uvaat na
amonijak i kiselina. Kolku e kiselinata poslaba do tolku temperaturata potrebna za
raspad na amonium solta e poniska.
(NH4)2CO3(s) = 2NH3(g) + CO3(g) + H2O(l)
NH4Cl (s) = NH3(g) + HCl(g)
60oC
350oC
- Amonium solite na kiselinite koi deluvaat oksidaciski se raspa|aat na toj na~in
{to azotniot jon N-3 se oksidira vo elementaren azot
(NH4)2Cr2O7(s) = Cr2O7(s) + N2(g) + 4H2O(g)
ili vo povisok stepen na oksidacija.
NH4NO3(s) = N2O(g) + 2H2O(g)
Vtoriot tip na raspad e mnogu poburen , taka {to amonium nitrat se koristi
kako eksploziv. Me|utoa, treba da se napomene deka raspadot na amoniumovite soli
na kiselinite so oksidira~ko dejstvo zavisi od temperaturata, taka da termi~koto
razlo`uvawe na NH4NO3 pri povisoki temperaturi vodi do sozdavawe na elementaren
azot. Amonium solite se dobro rastvorlivi vo voda.
Najprimenuvan metod za laboratorisko dobivawe na amonijak e reakcijata
me|u amonium hlorid i baza (NaOH, Ca(OH)2)
NH4Cl + NaOH = NH3 + H2O + NaCl
2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O
129
Za industrisko dobivawe na amonijak se korist Haber-Bo{-oviot metod na
direktna sinteza na vodorod i azot pod visok pritisok i temperatura i prisustvo na
katalizator.
Azotot so oksidaciski stepen -3 se javuva i vo negovite soedinenija so
metalite - nitridi koi vo osnova se delat na sl. grupi:
- nitridi so jonski karakter (soedinenija na alkalni i zemnoalkalni metali)
- nitridi so kovalenten karakter (soedinenija na elementite od III B do VIB grupa, Al,
Si, P, S)
- metalni nitridi (soedinenija na elementi od IVA, VA i VIA grupa kako i nekoi
preodni metali, Ti, Cr, soedinenija so op{ta formula MN)
Soedinenija na azot so pozitiven oksidaciski broj
oks. Br
(N)
formula
na oksid
agreg.
sostojba
ime na oksid
+1
N2O
gas
+2
NO
gas
+3
N2O3
gas
+4
NO2
N2O4
gas
gas
+5
N2O5
gas
azot sub
oksid
azot
monoksid
azot
trioksid
azot dioksid
azot
tetraoksid
azot
pentoksid
formula
i ja~ina
na
kisel.
Elementite od ovaa grupa gradat soedinenija so pozitiven oksidaciski broj so
elementi so pogolema elektronegativnost od niv i toa so: kislorod, sulfur i hlor.
Edinstveno azotot ne gradi so sulfurot soedinenija so pozitiven oksidaciski broj
bidejki e poelektronegativen od nego. Poradi skoro identi~nite vrednosti za
elektronegativnost me|u azotot i hlorot, nivnite me|usebni soedinenija se mnogu
nestabilni. Azotot edinstveno so kislorodot gradi soedinenija so pozitiven
oksidaciski broj. Stabilnosta na kislorodnite soedinenija raste odejki vo nasoka NBi vo koja nasoka i raste razlikata vo elektronegativnosta.
Pozitivni oksidaciski broevi azot ima vo oksidi, kiselini i nivni soli
Ime na
kiselina
ime na
sol
H2N2O2
slaba
H2N2O3
slaba
HNO2
slaba
HNO2+
HNO3
hipo
azotesta
hipo
azotna
azotesta
hipo
nitriti
hipo
nitrati
nitriti
HNO3
azotna
nitrati
N2O i NO spa|aat vo neutralni oksidi i ne se anhidridi na hipoazotesta i hipoazotna
kiselina. Ostanatite oksidi se anhidridi na kiselini
N2O (azot I oksid) predstavuva gas bez boja i miris so slatkast vkus. Pri
kratkotrajno vdi{uvawe predizvikuva dobro raspolo`enie i drazba za smeewe i
poradi toa nosi naziv “vesel“ ili “rajski” gas. Vo pogolema koncentracija
predizvikuva op{ta anestezija i poradi toa pome{an so kislorod se koristi vo
medicinata. Od site azotni oksidi najmalku e toksi~en. Iako bi se o~ekuvalo
hiponitridnata kiselina da se izveduva od N2O, sepak ne e taka, N2O so voda ne dava
hiponitridna kiselina. Istata se dobiva so redukcija na nitrati i nitriti.
NO(azot II oksid) predstavuva bezboen mnogu toksi~en gas koj e pote`ok od
vozduhot. Vo voda e slabo rastvorliv. Te~niot NO e vo polimerizirana forma, N2O2.
Laboratoriski naj~esto se dobiva so redukcija na razredena nitratna kiselina so
bakar ili `iva, t.e. so metali koi imaat popozitiven potencijal od vodorodot,
130
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
ili so redukcija na nitrati so soli na ovie metali
6FeSO4 + 2KNO3 + 4H2SO4 = 3Fe(SO4)3 + 2NO + 4H2O + K2SO4.
Azot monoksid predstavuva hemiski dosta reaktivno soedinenie. Poka`uva
oksidacisko i redukcisko deluvawe so poizrazeni redukciski svojstva
Taka so stoewe na vozduh lesno se oksidira vo crveno-kafen gas, NO2
2NO + O2 = 2NO2
Na sli~en na~in reagira so F, J i Cl pri {to se oksidira vo nitrozil halogenidi
2NO + Cl2 = 2NOCl (fozgen)
So gubewe na eden elektron NO pominuva vo nitrozil katjon NO+ koj e
karakteristi~en za nitrozil solite. NO reagira so solite, odnosno katjonite na
preodnite elementi, no ne sekoga{ kako nitrozil jon tuku i kako neutralen molekul
pri {to gradi kompleksni soedinenija. Ovie kompleksi se rezultat na adicija na
molekulot na NO na solta. Taka, pri reakcija na Fe2+ jon i nitrati vo sulfatnokisela sredina se sozdava kafeno oboeno soedinenie, [Fe(NO)]SO4 - `elezo nitrozil
sulfat.
6FeSO4 + 2KNO3 + 4H2SO4 = 3Fe(SO4)3 + 2NO + 4H2O + K2SO4.
FeSO4 + NO = [Fe(NO)]SO4
Nekoi elementi (P, C) gorat vo atmosfera na NO so {to se manifestira negovoto
oksidacisko dejstvo.
4P + 10NO = 2P2O5 + 5N2
N2O3, (azot III oksid) predstavuva cvrsta supstanca so sina boja. Vo te~na
sostojba e delumno disproporcioniran vo azot IV i azot II oksid, a so porast na
temperaturata disproporcioniraweto raste. Vo gasovita sostojba ovaa
transformacija e potpolna taka da ne mo`e da se zboruva za azot III oksid tuku za
smesa od oksidi so stepen na oksidacija +2 i +4.
2N2O3 = 2NO2 (iliN2O4) + 2NO
So rastvarawe na N2O3 ili na smesata od dva oksida vo voda nastanuva nitritna
(azotesta) kiselina, HNO2
NO + NO2 + H2O = 2HNO3
Ovaa kiselina e nepostojana, mnogu lesno se razlo`uva na nekolku na~ini
vklu~uvajki ja i reakcijata na nejzino nastanuvawe:
3HNO2 --- H + NO3- + 2NO + H2O
Nitritnata kiselina e mnogu slaba kiselina (K = 7,2x10-4 mol/dm3) i postojana e
samo vo vodeni rastvori. Naj~esto se dobiva pri reakcija na voden rastvor na nejzina
sol i kiselina:
2NaNO2 + H2SO4 = 2HNO2 + Na2SO4
ili so reakcija na redukcija na nitrati. Nejzinite soli, nitriti poka`uvaat
pogolema stabilnost i se dobro rastvorlivi vo voda.. Nivniot voden rastvor reagira
bazno. Nitritnata kiselina vo kisela sredina, odnosno nitritite vo bazna sredina
poka`uvaaat i redukcisko i oksidacisko dejstvo. Oksido-redukciskoto dejstvo na
nitritnata kiselina se ogleda vo sl: reakcii:
- vo kisela sredina, vo prisustvo na KMnO4 kako oksidans se oksidira vo nitratna
kiselina (redukcisko dejstvo). Vo dopir so jaki oksidaciski sredstva deluva
redukciski.
2KMnO4 + HNO2 + H2SO4 = 2MnSO4 + HNO3 + K2SO4 + 3H2O + 2O2
131
- vo prisustvo na jaki reduktori deluva kako oksidacisko sredstvo
2HNO2 + 2HJ = J2 + 2NO + 2H2O
Azot IV oksid (NO2) predstavuva otroven gas so temno-kafena boja. Pote`ok e
od vozduhot. Laboratoriski naj~esto se dobiva so redukcija na koncentrirana
nitratna kiselina so metal so pozitiven redukciski potencijal
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 4NO2+ 2H2O
ili so zagrevawe na olovo II nitrat
2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2 + O2
So ladewe na NO2 doa|a do gubewe na negovata karakteristi~na boja {to se dol`i na
reakcija na dimerizacija
2NO2 = N2O4
Pri negovo rastvarawe vo voda se sozdava smesa od nitratna i nitritna kiselina:
2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2
Poradi svojata nestabilnost HNO2 se razlo`uva
3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O
odnosno zbirnata reakcija mo`e da se iska`e so sl.ravenka:
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
NO2 predstavuva oksidacisko sredstvo ~ija ja~ina e pribli`no ednakva na onaa na
bromot pri {to se reducira do nitritna kiselina, odnosno do NO. Poka`uva i
poslabo izrazeni redukciski svojstva pri {to se oksidira vo nitratna kiselina,
odnosno vo nitrati.
Azot V oksid, N2O5 predstavuva bezbojna kristalna supstanca koja na bilo koja
temperatura nad 0oC otpu{ta kislorod i se tranformira vo azot IV oksid: N2O5 =
N2O4 +1/2 O2.
Naj~esto se dobiva so dehidratacija na nitratna kiselina so nekoe silno
dehidratacisko sredstvo, pr. P4O10. Pri rastvarawe vo voda dava nitratna kiselina i
poradi toa se predstavuva anhidrid na ovaa kiselina:
N2O5 + H2O = 2HNO3
Najva`en predstavnik od soedinenijata na azot so pozitiven oksidaciski
stepen predstavuva nitratnata kiselina, HNO3, odnosno nejzinite soli, nitrati.
^istata nitratna kiselina predstavuva bezbojna te~nost koja so stoewe
potemnuva poradi nejzino razlo`uvawe i osloboduvawe na NO2
4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2
So voda se me{a vo site odnosi . Vo voden rastvor e potpolno disocirana Spa|a
vo grupata na najjaki neorganski kiselini. Pokraj so reakcija na rastvarawe na N2O5
vo voda, nitratnata kiselina se dobiva i pri reakcija na alkalni nitrati i kiselina.
KNO3 + H2SO4 = K2SO4 + 2HNO3
Nitratnata kiselina i nitratite vo kisela sredina predstavuvaat jaki
oksidaciski sredstva. Poradi kiselinskoto i oksidaciskoto dejstvo HNO3 gi
rastvara site metali osven zlato, platina iridium i rodium. Nekoi metali
(aluminium, `elezo, hrom) se rastvaraat vo razredena, a ne se rastvaraat vo
koncentrirana nitratna kiselina. Ovaa pojava se narekuva pasivirawe na metalite i
e rezultat na formirawe na kompakten za{titen sloj na povr{inata na metalot od
oksiden karakter koj go {titi metalot od ponadamo{no dejstvo na kiselinata.
Poradi toa koncentrirana azotna kiselina mo`e da se transportira vo `elezni i
aluminiumski cisterni.
Metalite koi imaat popozitiven potencijal od vodorodot se rastvaraat vo
nitratna kiselina kako rezultat na oksidaciskoto dejstvo na nitrat jonot. Pri toa
koncentriranata nitratna kiselina se reducira do NO2, a razredenata do NO. Pri
rastvarawe na metalite so ponegativen potencijal od vodorodot vo nitratna
132
kiselina, oksidaciskoto deluvawe se dol`i na vodorodniot, a ne na nitrat jonot. Vo
ovoj slu~aj nitrat jonot povtorno se reducira, no sega pod dejstvo na oslobodeniot
vodorod od predhodnata reakcija. Sumarno pri reakcija na HNO3 so metalite doa|a do
nejzina redukcija bez razlika za koj mehanizam na reakcija stanuva zbor. Stepenot na
redukcija na nitrat jonot (NO, NO2, N2O, NH3) zavisi od koncentracijata na nitratjonot, od kiselosta na rastvorot, temperaturata i ja~inata na redukciskoto sredstvo.
Solite na nitratnata kiselina, nitrati se isto taka oksidaciski sredstva
bidejki pri zagrevawe imaat svojstvo da osloboduvaat kislorod. Nekoi od niv (KNO3)
vleguvaat vo sostav na barutna smesa.
Eksperimentalen del
Amonijak (soedinenija na azot so oksidaciski stepen -3)
Eksperiment br.1
Vo porcelanska zdela se me{aat ednakvi koli~estva(na vrv na la`i~ka) NH4Cl
i Ca(OH)2. Smesata se prome{uva i se protriva so pistil. Se zabele`uva
karakteristi~nata mirizba na gasot koj se osloboduva.
Eksperiment br.2
Vo golema epruveta se stava kristalen NH4Cl, nekolku granuli NaOH i nekolku
kapki voda. Epruvetata se zatvara so zatvara~ so edna{ svitkana cevka i
smesata se zagreva. Gasot koj se osloboduva se sobira vo mala epruveta so 10 - 15
ml voda i 1-2 kapki fenolftalein.
Eksperiment br.3
Vo mala epruveta se stavaat nekolku kapki rastvor na NH4Cl, 1 ml 2 mol/l
rastvor na KOH i se dodava Nesler-ov reagens do pojava na prvata promena na
rastvorot.
Eksperiment br.4
Vo sredinata na edna staklena cevka se stava kristalen NH4Cl. Cevkata se
postavuva na metalen stativ vo malku iskosena polo`ba. Na pogornata strana
na cevkata se zalepuva par~e sina latmus-hartija, a na podolnata par~e crvena
latmus-hartija. Sredi{niot del na cevkata (onamu kade e postavena
supstancata) se zagreva i se nabquduva promenata na bojata na indikatorskite
hartii.
Zada~a:
- Da se napi{at ravenkite na izvedenite hemiski reakcii.
- [to predstavuva produkt na reakciite izvedeni vo eksperiment 1 i 2? Zo{to
indikatorot fenolftalein ja menuva bojata pod dejstvo na produktot na reakcijata
vo eksperiment 2?
- Kakva e promenata na rastvorot vo eksperiment br.3 pri dodavawe na Nesler-ov
reagens?
- Spored promenata na bojata na indikator-hartijata vo eksperiment br.4 da se
zaklu~i kako se odviva termi~koto razlo`uvawe na amonium hlorid
133
Azotni oksidi (soedinenija na azot so oksidaciski stepen +2 i +4)
Eksperiment br.1
Vo epruveta se stava nekolku kristali KNO3 se dodava 2 ml zasiten rastvor na
FeSO4 i se prome{uva do rastvarawe na kristalite od KNO3. Vnimatelno, po
yidot na epruvetata dr`ejki ja vo iskosena polo`ba se dodava koncentrirana
H2SO4 koja zaradi nejzinata pogolema relativna gustina odi na dnoto na
epruvetata. Kakva promena nastanuva na granicata me|u dvata sloja?
Eksperiment br.2
Vo dve mali epruveti se stava par~ence bakar. Vo ednata epruveta se dodava
razredena, a vo drugata koncentrirana HNO3 i epruvetite se zagrevaat.
Eksperiment br.3
Vo porcelanska zdela postavena vrz azbestna mre`a nad trino`nik se stava
polovina la`i~ka Pb(NO3)2 i se zagreva.
Izdvojuvaweto na gasovite vo eksperiment 2 i 3 se gleda preku za{titnata vrata na
digestorot poradi nivnata toksi~nost!
Zada~a:
- Da se napi{at ravenkite na izvedenite hemiski reakcii
- Na {to se dol`i pojavata na grani~nata povr{ina me|u dvete fazi na rastvorot vo
eksperiment br.1?
- Koj gasovi se osloboduvaat pri hemiskite reakcii vo eksperiment 2 i 3 i kakva e
nivnata boja? Dali ovie gasovi se kiselinski anhidridi i dali se rastvorlivi vo
voda?
134
Nitritna kiselina (Azot so okidaciski stepen +3)
Eksperiment br.1
Vo epruveta se zema 2 ml rastvor na NaNO2 i vnimatelno, po yidot na
epruvetata se dodava 1 ml 2 mol/l H2SO4. Sodr`inata na epruvetata se deli na
dve epruveti:
a) Vo prvata se dodava 1 kapka rastvor na KJ, 1-2 ml hloroform i dobro se protresuva.
b) Vo vtorata epruveta se dodava 1-2 kapki 2 mol/l H2SO4 i rastvor na KMnO4 se dodeka
rastvorot se obezbojuva.
Zada~a:
- Da se napi{at hemiskite ravenki na izvedenite reakcii. Koj e produktot na
reakcijata vo eksperiment 1?
- Na {to se dol`at promenite pri reakciite ivedeni pod a) i b)?
- Dali nitritnata kiselina se dobiva pri rastvarawe na nekoj azoten oksid vo voda?
Kakov elektrolit predstavuva taa i dali mo`e da se dobie vo koncentrirana
sostojba?
Nitratna kiselina (Azot so oksidaciski stepen +5)
Eksperiment br.1
Vo porcelanska zdela se stava po 3 ml konc. HNO3 i konc. H2SO4. Vo ovaa smesa
se stavaat vnimatelno nekolku kapki terpentin. Reakcijata e burna i
egzotermna. H2SO4 se dodava kako dehidratacisko sredstvo.
Eksperiment br.2
Vo mali epruveti se stavaat par~enca: Mg, Zn, Pb, Cu, Al i Fe. Vo sekoja epruveta
se dodava koncentrirana HNO3.
Zada~a:
- Da se napi{at ravenkite na izvedenite hemiski reakcii.
- Koi od metalite reagiraat so koncentrirana HNO3, a koi ne, i zo{to?
135
Задачи за вежбање
1. Со третирање на 2,5 g смеса од алуминиум и негов оксид со раствор на NaOH, се издвоиле
750 cm3 гас, мерен под нормални услови. Да се одреди процентот на алуминиум во
смесата.
2. Под дејство на HCl на 5,0 g прав од делумно оксидиран магнезиум, се издвојуваат 4,25 dm3
гас мерен под нормални услови. Да се пресмета % состав на елементарен магнезиум во
смесата.
3. Колку g сребро било растворено во 1,0 dm3 концентрирана H2SO4 ако е добиено
1,0 dm3 гас на притисок од 100,5 кРа и температура од 22°С?
4. Со термичко разложување на 4,90 g некоја сол, добиени се 1,344 dm3 O2 мерен при
нормални услови и цврст остаток за кој е утврдено дека се состои од 52,35 % К и 47,65 %
Cl. Да се одреди формулата на ова соединение!
5. Колку грами на бакар(II)-фосфат ќе се добијат со дејство на H3PO4 на 12,0 g CuO?
Равенката на хемиската реакција е:
CuO + H3PO4 →Cu3(PO4)2 + H2O
6. Колку грами вода е потребно да се додадат на 50 g 8% H2O2 за да се добие 3% H2O2?
7. Ако на 4,5 g смеса која се состои од MgCl2 и Mg(NO3)2 се делува со раствор на AgNO3 во
вишок, се издвојуваат 9,97 g AgCl. Да се пресмета % масен удел на Mg(NO3)2 во смесата.
8. Маса од 0,15 g влажен CaCl2 e растворен во вода. За таложење на хлориди од тој раствор
употребено е 0,34 g AgNO3. Да се пресмета процентот на вода кој се содржи во
примерокот.
9. Во реакција на 0,056 g елементарно железо, се истиснуваат 22,4 dm3 H2 мерен под
нормални услови. Да се одреди оксидациониот број на железото во непознатото
соединение.
10. Литиум хидроксид реагира со CO2 според следнава равенка:
LiOH + CO2 → Li2CO3 + H2O
Да се пресмета масата и количеството на LiOH кое ќе реагира со 6,72 g CO2.
11. Да се пресмета процентниот состав на сулфурна киселина(ρ=1,6 g/cm3) ако се знае дека
5,0 cm3 од оваа киселина неутрализираат 50,0 cm3 раствор на 2,0 M NaOH.
12. По експолозија на 0,02 dm3 смеса од водород и кислород, при што е добиен грмлив гас,
136
останале 0,0032 dm3 O2. Да се пресмета првобитниот состав на смесата.
13. Еднакви маси на цинк и јод во прав се помешани. При тоа целокупната маса на јод
изреагирала и добиен е цинк јодид. Да се пресмета колку цинк изреагирал и да се изрази
во %.
14. Гасовит амонијак при загревање реагира со бакар(II)-оксид при што се добива бакар, азот
и вода. Да се пресмета колкаво количество на вода се добива при оваа реакција, ако
масата на цврстата фаза се намалила за 0,24 g.
15. При пропуштање на водена пареа преку вжештен јаглен се добива воден гас. Колкав
волумен, изразен во m3, на воден гас при ст. услови ќе се добие од 6 kg јаглен кој содржи
92 % чист јаглерод?
16. Гасот кој се издвоил при потполно растворање на 0,2 мола бакар во концентрирана
сулфурна киселина, е собран и растворен во 87,2 g вода. Да се определи масениот удел на
растворот на киселината која настанува со растворање на гасот во вода.
17. Да се пресмета масата на Al за чие растварање се потршени 26 cm3 20,65 % раствор на
HCl. Колкаво количество на NaOH се потребни за растворање на истиот примерок на
алуминиум? Густината на HCl изнесува 1,1 g/cm3.
18.За неутрализација на 45 cm3 KMnO4 со c=1.54 mol/dm3 во кисела средина користен е 30 %
H2O2. Да се пресмета волуменот на растворот на КЈ со c=1.54 mol/dm3 кој реагира со ист
волумен на H2O2(волумен на раствор потрошен за неутрализација на KMnO4) во кисела
средина.
19. По неутрализација на 50 cm3 раствор на NaNO2 со KI во кисела средина добиени се 0,01
mol J2. Да се пресмета волуменот на истиот раствор на NaNO2 кој е потребен за редукција
на 20 cm3 раствор на KMnO4 со c=0,12 mol/dm3 во кисела средина.
20. При реакција на HCl со 1,2 g легура на Al и Mg, се издвоиле 1,42 dm3 гас мерен на
температура од 23 °С и притисок од 100,7 кРа. Да се пресмета масениот удел на
магнезиум во легурата.
21. Со делување на вода на 1,12 g легура на K и MG која содржи 33% К се издвоил гас кој е
собран над површината на водата на температура од 20°С и притисок од 100 кРа. Да се
пресмета волуменот на настанатиот гас(парцијалниот притисок на водената пареа на
дадената температура е 2,338 кРа).
137
Решенија на задачите за вежбање
1) ω(Al)=24.12%
2) ω(Mg)=91.84%
3) m(Ag)=8,846 g
4) KClO3
5) m(Cu3(PO4)2=19.1 g
6) m(3% H2O2)=133.3 g
7) (Mg(NO3)2)=26.4%
8) 26 %
9) Оксидацискиот број е +2
10) 7,312 g
11) ω(H2SO4) = 61%
12) φ(H2)=56% φ(O2)=44%
13) 25,8 %
14) n(H2O)=0.015 mol
15) 10,304 m3
16) 16,4%
17) 2.156 g
18) V= 225 cm3
19) 0,015 dm3
20) 54,2 %
21) V = 118 cm3
138
СОДРЖИНА
Основни физички величини и единици............................................................................................3
Хемиски знаци и формули. Оксидациски број и стехиометриска валентност.............................5
Пресметување врз основа на хемиска формула. Одредување на составот на соединенијата по
дадена хемиска формула..................................................................................................................10
Гасни закони.....................................................................................................................................22
Раствори.............................................................................................................................................35
Јонски производ на водата, рН........................................................................................................55
Теорија за електролитна дисоцијација. Хидролиза.......................................................................66
Пуфери...............................................................................................................................................74
Оксидоредукциски процеси............................................................................................................84
Добивање и својства на водород....................................................................................................97
Добивање и својства на кислород.................................................................................................102
Добивање и својства на водород пероксид..................................................................................106
Халогени елементи. Добивање и својства....................................................................................109
VI B група на периодниот систем. Халкогени елементи............................................................117
V B група на периодниот систем..................................................................................................127
139
© Copyright 2024 Paperzz
