5.3 Voda a peroxid vodíka
H2O – najrozšírenejšia zlúčenina O a má 3 skupenstvá (ľad – pravidelná priestorová štruktúra) - kvapalná pokrýva 2/3 zeme, je nevyhnutnou súčasťou organizmov a podmienkou života - v pôde ako súčasť minerálov a hornín - dôležité rozpúšťadlo, v poľnohospodárstve a priemysle
Štruktúra a vlastnosti vody - molekuly sú lomené, väzby sú polárne kovalentné (v kvapaline aj vodíkové v.) - anomálne zmeny hustoty vody (max. hustotu má pri 4°C) - relatívne vysoké teploty topenia a varu - tvrdosť vody môže byť prechodná (kvôli hydrogénuhličitanom odstrániteľná varom) a trvalá (odstrániteľná pridaním Na2CO3) - vodou treba šetriť
Peroxid vodíka - majú kovalent. väzbu –O–O– s O.č. –I. - bezfarebná olejová kvapalina, v bezvodnom stave výbušná - vo vode rozpustná a správa sa ako slabá kyselina. - od nej sa odvodzujú soli – peroxidy MI2O2 or hydrogenperoxidy MIHO2- katalytickým účinkom (Pt, MnO2, krv) sa rozkladá na vodu a kyslík (močovina, H2SO4 je inhibítor) - má bieliaci a dezinfekčný účinok (3 % vodný roztok)
5.4 Roztoky
Roztok = homogénna zmes z najmenej dvoch látok, ktorých zastúpenie môžeme plynule meniť. - rozpúšťadlo (prevládajúca zložka sústavy, vo vodných roztokoch – voda) a rozpúšťané látky - roztok môže byť podľa teploty a tlaku plynný, kvapalný aj tuhý
- rozpúšťanie
- rozpúšťaná lat. sa rozptyľuje medzi rozpúšťadlo a z roztoku ju môžeme získať v nezmenenej podobe. (rozpúšťanie O, N, cukru vo vode)
- medzi rozpúš. lát. a rozpúšťadlom prebehne reakcia, ktorá mení charakter látky (rozpúšťanie kovov v kyselinách, amoniaku (or iónové zlúčeniny) vo vode)
- roztoky s voľnými iónmi vedú elekt. prúd – sú elektrolyty - roztok je nasýtený – pri daných podmienkach môžeme v rozpúšťadle rozpúšťať len po určité zloženie. Vytvorí sa nasýtený stav, v ktorom sa za časovú jednotku rozpustí látka s takou hmotnosťou ako je hmotnosť látky, ktorá sa z roztoku vylúči. - rozpustnosť látky je daná hmotnosťou látky, ktorú je možno rozpustiť.
Vyjadrovanie zloženia roztokov - vyjadrujeme udaním hmotnosti, objemu or látkového množstva rozpúšťanej látky v určitom objeme or hmotnosti roztoku (rozpúšťadla)
- hmotnostný zlomok w(A) látky A - udáva hmotnosť látky A {m(A)} v roztoku s celkovou hmotnosťou {m} w(A) = m(A) . v (percentách je to krát 100) m
- objemový zlomok φ(A) látky A – určený podielom objemu látky A { V(A) } a objemu roztoku V { V } φ(A) = V(A) . (percentá tiež x 100) V
- koncentrácia (látková koncentrácia or koncentrácia látkového množstva) c(A) látky A – udaný podielom látkového množstva n(A) a objemu roztoku V. c(A) = n (A) . [jednotka: mol . m-3 ] V mol . dm- 3
- zmiešavacia rovnica m1 . w1 (A) + m2 . w2 (A) = (m1 + m2) . w3 (A)
- krížové pravidlo w1 w3 – w2 = m1 w3 m1/m2 w2 w1 – w3 = m2 - zmiešavací pomer w1 – východiskový roztok 1 s väčším hmotnostným z. w2 - -//- 2 s menším -//- w3 – výsledný roztok s požadovaným h. z.
5.5 Kyseliny a zásady
Arrheniova teória kyselín zásad (kyselina je látka schopná vo vodnom prostredí odštepovať vodíkové katióny H+ a zásada schopná odštepovať hydroxidové anióny OH- ) HNO3 -> H+ + NO3- NaOH -> Na+ + OH-- zmiešaním vodných roztokov kyseliny a zásady vzniká soľ a voda (roztok sa zneutralizuje) HCl + NaOH -> NaCl + H2O - reakcie neprebiehajú len vo vod. roztokoch a zásaditý charakter môže mať aj látky, ktoré neobsahujú hydroxidové anióny
Brönstedova teória kyselín a zásad - pri chemických reakciách si reagujúce látky vymieňajú protóny H+ - jedna látka protón odovzdáva (donor – kyseliny) druhá látka ho prijíma (akceptor – zásada) – tzv. protolytické (acidobázické) reakcie kyselina + H+ -> zásada zásada + H+ -> kyselina-HCl + H2O -> H3O+ + Cl--H2O + NH3 -> NH4+ + OH-- z kyseliny vzniká konjugovaná zásada, zo zásady konjugovaná kyselina - kyselinami or zásadami môžu byť aj katióny or anióny- kyseliny: HCl, H2SO4, HSO4-, H3PO4, H2PO4-, HPO42-, H2O, H3O+, NH4+, CH3COOH- zásady: Cl-, HSO4-, SO42-, H2PO4-, HPO42-, PO43-, H2O, OH-, NH3, CH3COO-- amfotérne látky – môžu vystupovať aj ako kyseliny aj ako zásady. - mierov sily kyselín a zásad sú disociačné konštanty - silné kyseliny – uvoľňujú protón veľmi ľahko / slabé – ťažko- silné zásady – pútajú protón veľmi silno /slabé – slabo
