Z oblasti plastů a anaerobního kvašení s pomalu přesouváme do chemie vodných roztoků a to z několika jednoduchých příčin - jednak vám manželka (maminka) patrně nedovolí experimenty s bezvodou kyselinou sírovou, a reakce v nepolárních rozpouštědlech mohou vzbudit pozornost protidrogových jednotek policice, takže vám nezbude nic než voda a polární rozpouštědla a tam se vám bude nějaká ta teorie hodit.
Takže je to divné, ale všechno je chemická reakce a všechno se řídí Guldberg-Waagovým zákonem - například rozpustíte sůl ve vodě a de facto dojde k reakci
NaCl -- > Na+ + Cl-
A dokonce se uvolní i potenciální energie ukrytá v krystalové mřížce soli, což se projeví nepatrným vzrůstem teploty roztoku. Nevěříte - proč si myslíte, že platí zlaté chemické pravidlo, které si teď napíšeme jak nejvýraznějí lze a to :
"VŽDY LEJEME KYSELINU DO VODY - NIKDY VODU DO KYSELINY"
Důvod je ten, že v tomto případě je ionizací uvolněná energie tak velká, že pokud kápneme kapku vody do koncentrované kyseliny - teplo způsobí lokální var směsi a prsknutí koncentrované (přesněji kapkou zředěné) kyseliny do vašeho oka, nebo aspoň na kalhoty. Pokud naopak lejeme kyselinu do vody voda neionizuje zdaleka tak ochotně jako kyselina - takže je lokální var málo pravděpodobný a navíc v nejhorším případě hrozí prsknutí vody (lépe řečeno vody obohacené o kapku kyseliny), což zdaleka nemá ty oslepující účinky - jasné !!! ???
Guldberg-Waagův zákon v tom hraje tu roli, že teoreticky pokud bychom do roztoku NaCl začali přidávat Chlor, nebo Sodík - teoreticky by se směr reakce mohl obrátit ve směru od iontů zpátky k soli - což se stává maximálně tak při odpařování vody a krystalizaci soli z roztoku.
Na druhé straně si představte že nalijeme do vody ocet - tedy kyselinu octovou - ta v čisté destilované vodě bude taky ionizovat. Ale pak začneme přidávat opravdu silnou kyselinu - třeba sírovou. Stane se to, že kyselina sírová odštěpuje vodík alias - ionizuje - daleko ochotněji než kyselina octová - takže ve směsi časem bude přebytek vodíkových protonů až začne Guldberg Waagův zákon zase hrát roli - a dojde k tomu, že (obrazně řečeno) vodíky z kyseliny sírové "zatlačí" vodíky z octa zpátky do molekuly octa a nakonec budeme ve směsi mít vodu, zcela ionizovanou kyselinu sírovou a naprosto neionizovanou kyselinu octovou.
Prozatímní poučení - máme silné ionty, které prakticky nelze udržet ionizované a pak slabé ionty, které se ionizují podle podmínek v roztoku. Stejně tak se dá řící že pokud onen iont je kyselina nebo zásada pak silný iont kyseliny = silná kyselina (sírová, dusičná, solná) a slabé ionty tvoří slabé kyseliny (většina organickýc kyselin, třeba ocet). U louhů je to to samé - sodný, draselný vápenatý jsou silné louhy (zásady) ale třeba amonný iont tvoří slabý louh (zásadu).
Pokud to budeme brát úplně vědecky a budeme měřit koncentraci ionizované a neionizované složky - dostaneme křivku jako na obrázku. Matematici tam vidí "inflexní bod". Středoškolská mládež pojem "inflexní bod" nezná tak se učí "bod při kterém je disociována polovina molekul". ten inflexní bod je pro každou slabou kyselinu (zásadu) charakteristický a pH při kterém k 50% diociaci dochází se ve školních učebnicích jmenuje "disociační konstanta".
Vtip je v tom, že v místě inflexního bodu na křivce disociace dochází u organických molekul k nejprudším změnám nejen ionizace, ale i tvaru molekuly, takže při pH své disociační konstanty třeba pH indikátory mění svoji barvu.
Ještě pravidlo, které je třeba jasné, ale možná ne - silná kyselina brání disociaci slabých kyselin a pomáhá disociaci slabých zásad. Naopak silný louh brání disociaci slabých zásad a podporuje disociaci slabých kyselin.
Takže kontrolní otázka zda jste pochopili předchozí odstavec ? Na obrázku je disociační křivka slabé kyseliny nebo slabé zásady ? A druhá otázka pro opravdové chemiky - co mají na obrázku blbě ?
Zbývá už jenom rada robotům, ke zničení lidstva - kyselina octová je sice slabá, ale ve vysoké koncentraci blízké 100% dovede udělat pěknou paseku a navíc je v této koncentraci silně hořlavá.
RXD | 27. července 2014 v 15:48
Nejvhodnější a velmi osvědčené bezvodé rozpouštědlo / všeho / pro domácí pokusy je chlorid fluoritý. Vsadím se, že po kápnutí na azbestovou vatu by to přinutilo protidrogovou jednotku URNy vyskákat preventivně i z oken vyšších pater na střechy aut, parkující na dvoře....