Tip:
Highlight text to annotate it
X
Sal: V poslednom videu sme sa naučili, že keď necháme
vodu len tak, autoionizuje.
Tak sa na to pozrime.
Mám dve molekuly vody.
Je určitá pravdepodobnosť, a je rovnovážna, že jeden
z vodíkov v jednej molekule vody sa oddelí a proste
sa pridá k druhej molekule.
Takže môžeme dostať hydroxóniový ión.
Je to ión, lebo má navyše jeden vodík.
Takže sem dám kladný náboj.
A samozrejme, všetko sa to odohráva
vo vodnom roztoku.
Mohol by som všade písať vodný roztok (aqueous).
aq.
Mohol by som písať aq.
Je to celkom očividné.
Voda očividne je vodným roztokom.
Je očividne rozpustená vo vode.
A potom plus hydroxidový ión.
Toto je molekula vody, ktorá stratila svoj atóm vodíka,
alebo svoj protón.
Pretože vieme, že atóm vodíka -- alebo aspoň
vodíkový ión -- ak sa zbavíte všetkých elektrónov, zostane vám
iba protón.
A to je tiež vo vodnom roztoku.
A naučili sme sa, že ľudom naozaj záleží--
Naučili sme sa o rovnováhe
konštantnej pre túto reakciu.
A naučili sme sa, že ľudom naozaj záleží na
koncentrácii tohto tu.
Hydroxóniového iónu.
Alebo niekedy -- a radšej to napíšem znova.
Cez toto som prechádzal už aj v minulom videu.
Ale niekedy bude tá istá autoionizačná reakcia
zapísaná takto.
H2O, disociuje v sebe samej na vodíkový ión
vo vodnom roztoku plus hydroxidový ión vo vodnom
roztoku, alebo zá***ý ión.
Je to to isté a zapisujem to takto, pretože
toto sa v skutočnosti deje.
Že v skutočnosti nemáte tie protóny len tak,
nezávisle, v skutočnosti sa pripoja k ďalšej
molekule vody a vytvoria hydroxóniový ión.
A to je v oboch prístupoch rovnaké.
V poslednom videu sme sa naučili, že ľuďom naozaj záleží
na koncentrácii -- môžete si vybrať
jedného z týchto dvoch.
Väčšinou píšu toto tu.
Takže ľuďom fakt záleží na koncentrácii vodíkových
našich vodíkových iónov.
A v poslednom videu sme sa naučili, že čistá voda
pri 25 stupňoch Celzia, čo je izbová teplota.
Napíšem to.
Pri 25 stupňoch Celzia.
Mólová koncentrácia našich vodíkových protónov -- lebo to
je čím naozaj sú, alebo vodíkových iónov -- je 10
na mínus sedmu.
A potom sme si povedali, že chemici z nejakého dôvodu
neradi narábajú so zá***ými exponentmi.
Takže definovali pH ako zá***ý dekadický logaritmus
koncentrácie vodíkových iónov.
Našej koncentrácie vodíkových iónov.
A to sa samozrejme rovná zá***ému dekadickému logaritmu z
10 na mínus siedmu pre čistú vodu, pri 25 stupňoch Celzia, čo sa rovná 7.
Dobre.
Asi si viete predstaviť, ak si ľudia robili hlavu
s vytváraním tohto pH, tým, že ho definovali ako zá***ý logaritmus,
Muselo im fakt záležať na tom, aká je vo vode
koncentrácia vodíkových iónov.
A záleží na tom v -- v celej kope -- hlavne
naozajstných biologických systémov -- celý čas, ľuďom záleží
na Ph toho či tohto.
A v minulom videu som samozrejme hovoril
o kozmetike s vyváženým pH.
Vašej koži sa môžu stať kadejaké zlé veci, ak je pH
kozmetiky odlišné od pH vašej pleti.
Neviem, či je to fakt, ale myslím, že to je-- že to je
tá teória za tým.
Očividne na svete existujú veci, ktoré menia
koncentráciu vodíkových iónov.
Ktoré menia túto koncentráciu.
Takže, keď sme sa učili o Le Chatelierovom princípe, povedali sme si
hej, možno keď na túto stranu pridáme viac vodíka,
rovnováha sa zmení a táto koncentrácia sa zvýši.
Takže máme vyššiu koncentráciu vodíkových iónov.
No a na druhej strane by ste mohli pridať viac hydroxidu a
potom by sta mali vyššiu koncentráciu hydroxidových iónov a možno aj
trocha nižšiu koncentráciu vodíkových iónov.
Takže, ak...ak vám záleží na tom, čo to spraví
s touto reakciou, asi ich budete chcieť
pomenovať.
A ich mená sú kyseliny a zásady.
A som si istý, že už ste obe slová počuli.
Takže kyseliny -- najprv oboje zapíšem.
Kyselina a zásada.
Tak.
Aby som vám to ešte trochu viac skomplikoval,
v skutočnosti existuje viacero definícií kyseliny
a viacero definícií zásady.
A sú viac a viac všeobecné
v tom, čo zahŕňajú.
Definícia, ktorú asi budete používať
najviac -- definícia, ktorú požívam v hlave vždy,
keď niekto povie kyselina -- je, že zvyšuje koncentráciu vodíkových
iónov, keď ju dáte do vody.
Do vody.
A zásada je niečo, čo zvyšuje koncentráciu hydroxidových iónov
vo vode.
Toto je zrejme definícia, ktorú uvidíte
v 90% --hlavne v prvých rokoch výučby chémie.
A volá sa to Arrheniova kyselina alebo zásada.
Snáď som sa v tom mene nepomýlil.
Nemali by ste sa na môj pravopis
vôbec spoliehať.
To meno by ste si mali vyhľadať, lebo niesom žiadny
majster pravopisu.
Arrhenius.
Arrhenius, s H.
Toto je Arrheniova kyselina, Arrheniova zásada.
Tak napríklad -- keby som zobral --
Dám vám príklad.
Keby som zobral...
Keby som zobral kyselinu chlorovodíkovú --takto
sa naozaj volá, ale môžete ju volať aj chlorovodík
-- vo vodnom roztoku.
V skutočnosti úplne disociuje.
Toto nie je rovnovážna reakcia.
Skúsim to spraviť krajšie --
skúsim použiť výraznejšiu farbu.
Táto jednosmerná šípka hovorí, že to nie je jedna z tých
nemastných-neslaných obojsmerných reakcií.
Je to silná kyselina.
Úplne vo vode disociuje na --
vodík vyznačím inou farbou.
Úplne disociuje vo vode na na vodíkové ióny.
Vodný roztok plus chlorid.
Takže je to len cloridový anión
vo vodnom roztoku.
A len tam tak plávajú.
Takže by ste ste si mohli predstaviť, že ak dáte chlorovodík
do vody, zvýšite tým celkovú koncentráciu
vodíkových iónov.
A tá istá reakcia by sa dala
zapísať takto.
Nech je to jasné.
Chlorovodík vo vodnom roztoku.
A potom môžete povedať plus H --spravím to
inou farbou.
Plus H2O.
Je to jednosmerná reakcia.
Jednosmerná reakcia.
A dostanete, myslím že to už chápete..
Máte H --
Zrejme nie všetky tri --H3O, je to príliš tmavé.
H3O plus -- darovalo to vodíkový protón
tejto molekule vody.
A potom tu máte ešte chloridový anión
vo vodnom roztoku.
A tieto kyseliny, ktoré úplne disociujú --
v ďalších videách sa pozrieme aj na tie ktoré sú trochu
neslané-nemastné.
Ktoré nedisociujú úplne.
Ale tieto kyseliny, ktoré disociujú úplne
sa nazývajú silné kyseliny.
Silná kyselina nie je len pekné slovo
ktoré sa používa v chémii.
Doslova to znamená -- keď niekto povie silná kyselina,
niečo, čo vo vode úplne disociuje.
Je to jednosmerná reakcia.
A všetky silné kyseliny -- asi by ste to aj uhádli
na základe ich chemického maskovania.
Ale kyselina chlorovodíková je jedna z nich.
Máte aj kyselinu bromovodíkovú.
Ďalšia silná kyselina.
Kyselinu jodovodíkovú.
Jodovodík.
Máte kyselinu dusičnú.
Myslím, že to som vám už ukazoval v predchádzajúcom --
Všetky tieto, ak ich dáte do vody, tento
malý vodík sa stratí.
Pridá sa k ďalšej molekule vody a vytvorí hydroxóniový ión.
A potom táto molekula tu, v tomto prípade --
v prípade chloridu -- sú to halogény.
Tak tie odídu a vytvoria zá***é ióny.
Hocičo, čo zostane.
Kyselina dusičná.
Potom máte kyselinu sírovú.
O nej ste už asi počuli.
Veľmi silná kyselina.
Kyselina sárová a potom kyselina chloristá.
To sú silné kyseliny.
O4.
A je dobré ich poznať, lebo keď ich uvidíte
na písomke z chémie, budete vedieť, že úplne
disociujú.
A nezabudnite, stále používame slovo kyselina.
Čo kyselina znamená?
Znamená to, že sú to silné kyseliny.
Úplne disociujú.
Ak sa vám páči Arrheniova definícia kyseliny,
tak zvyšuje koncentráciu vodíkových iónov.
Pretože, zrejme ak to hodíte do vody,
vytvoria sa tu všetky nové hydroxóniové ióny
a tie celkovo zvýšia
ich koncentráciu.
A preto sa volá kyselina.
A teraz, ak sa presunieme k zásadám,
Arrheniova definícia je, že zásada je niečo, čo
vytvára hydroxidové ióny alebo anióny, vo vode.
takže skoro čokoľvek -ak sa pozriete na periodickú tabuľku, kociktorý prvok
z prvej skupiny, prvky z prvej skupiny sú alkalické kovy.
Všetky alkalické kovy sú spojené s hydroxidmi.
Ak ich dáte do vody, vyskočí hydroxid.
Skúsim vám to -- ukážem to s lítiom alebo sodíkom.
Napríklad, sú to silné zásady.
Takže, ak vezmem hydroxid lítny
vo vodnom roztoku.
Vodnom roztoku.
Úplne to disociuje.
Nie je to žiadna rovnováha.
Je to silná zásada.
Takže na čo to disociuje?
Tak tento hydroxidový ión odletí.
To bude mínus.
Stále vo vode.
Plus ión lítia.
Presne tu.
Takže vo vode to vždy disociuje.
To isté sa stane ak máte sodík.
Ak máte sodík...
Sodík urobí to isté.
Hydroxid sodný vo vodnom roztoku.
Jednosmerná reakcia.
Dostanete hydroxid a nejaké sodné katióny.
Tak si predstavte, keď toto dáte do vody, táto
koncentrácia sa zvýši.
Je to to isté ak pri Le Chatelierovom princípe.
Hovorili sme, no, čo sa stane ak pridáme troch tohto alebo
toho do rovnovážnej reakcie.
No, ako to pridáte?
No v tomto prípade, môžete pridať silnú
kyselinu alebo silnú zásadu.
Všetko, čo som doteraz robil --toto je Arrheniova
definícia -- kde kyselina zvyšuje koncentráciu
vodíkových iónov a zásada zvyšuje koncentráciu
hydroxidových iónov.
A toto uvidíte v 90% prípadov.
Ale existuje aj trochu širšia definícia.
Neviem správny -- vždy hovorím
len Bronsted, no.
Takto sa to píše bez diakritiky.
Bronsted-Lowryho kyselina alebo zásada.
Ak máte poriadnu diakritiku, tak je tam ešte šikmá
čiarka cez o.
Tak neviem.
No, Bronsted-Lowryho kyselina.
Všetky tieto by tiež boli aj Bronsted-Lowryho kyseliny.
Ale rozšírenie definície je, že kyselina je
donorom protónov.
Donor protónov.
A zásada je akceptorom protónov.
Tak sa pozrime na túto definíciu v kontexte
toho, čo sme už povedali.
Takže, ak požívate Bronsted-Lowryho definíciu,
čo je to donorom protónov?
Tak, táto chlorovodíková kyselina -- pozrime sa na túto
reakciu tu.
Táto kyselina chlorovodíková dáva svoj protón tejto
molekule vody, že?
Vodíkový atóm je len protón.
To je dôležitá vec na zapamätanie, lebo mal --
vodíkový ión.
Lebo keď sa zbavíte elektrónu, nemá žiaden neutrón.
Je to len protón uložený v priestore.
Takže táto kyselina chlorovodíková dáva svoj protón tejto
molekule vody, aby vytvorila hydroxóniový katión,
odovzdala ho.
Takže je aj to Bronsted-Lowryho kyselina.
Tak ako to bola Arrheniova kyselina.
Pozrime sa na Bronsted-Lowryho verziu zásady.
Dobre.
Zásada je niečo, čo -- akceptor protónov.
Takže toto tu, to má takú malú peknú väzbu s týmto
hydroxidovým iónom.
Hydroxidový ión disociuje a stáva sa
tu zameniteľným.
Môžete vlastne povedať, tento tu prijal
tento pozitívny náboj.
A viete, je to tak troch neslané-nemastné.
Lebo to nie je akoby mu niekto dal protón.
Môžete o tom uvažovať akoby
vlastne odovzdal elektróny.
Ale keď sa pozriete na finálny výsledok.
OK, keď je po všetkom, má kladný náboj
Tak si poviete, dobre, asi to je Bronsted-Lowryho zásada.
Tak si poviete, dobre, ale prečo si ľudia vôbec
komplikujú život definovaním Bronsted-Lowryho zásad,
keď všetky Arrheniove kyselina zásady by tiež mohli byť
Bronsted-Lowryho?
No to je preto, že Arrhenius vždy --
Vždy používate vodu.
Všetko je vo vodnom roztoku.
Ale sem som napísal príklad Bronsted-Lowryho zásady.
To nemusí byť vo vodnom roztoku.
Takže ak tu máte kyselinu octovú --
Tá je napríklad vo vínnom octe.
Plus amoniak -- nemusí to byť vo vodnom roztoku --
čo sa stane?
Tento vodík bude darovaný
amoniaku a vytvorí sa amónny ión.
Takže toto sa stane kladným a toto zá***ým.
Darovalo to svoj protón.
A Arrhenius k tomu nevie nič povedať.
Pretože on sa zaoberá len hydroxóniom a vodou.
Ale Bronsted-Lowryho definícia
funguje aj v tejto situácii.
Teraz tá širšia definícia -- hoci všetko sú to
definície, v 90% prípadov vám bude stačiť,
ak poznáte Arrheniovu definíciu a viete
o Bronsted-Lowrym, ale teraz vám poviem
čo ešte existuje.
A to sú Lewisove kyseliny a zásady.
Lewisove kyseliny a zásady.
Lewis sa zaujíma o elektróny.
Bronsted-Lowry sa zaujímal o protóny.
Takže Lewis, namiesto tvrdenia, že kyselina je donorom protónov, Lewisova
kyselina je akceptorom elektrónov.
Akceptor elektónov.
A zásada je donorom elektrónov.
Teraz sa na to pozrime v kontexte všetkého, čo sme
už urobili.
Ak je toto naozaj kyselina, mala by
byť akceptorom elektrónov.
A spôsob, akým o tom môžete rozmýšľať je, že ste mali
najprv kyselinu chlorovodíkovú, a potom odišiel tento atóm
alebo tento protón tu.
Ale zostal tam jeho elektrón.
Takže vlastne je to akceptor elektrónov.
Nie je to úplne očividné.
Lebo to nie je tak, že si vzal elektrón odniekiaľ inakadiaľ.
Ale toto by bolo považované za Lewisovu kyselinu.
A keď sa zamyslíme *** Lewisovou zásadou, čo to je?
Je to donor elektrónov, že?
Lewisova zásada je donorom elektrónov.
Takže, ak to máme tu, Lewisova zásada
je donorom elektrónov.
Tento hydroxid lítny, keď sa dostane do vody -- Existuje
viacero spôsobov, ako o tom uvažovať.
Môžete si povedať, dáva to svoje OH, ktoré má tieto 2
--tento zá***ý náboj, takže je to donor elektrónov.
Nepáči sa mi to.
Takto je to trochu čudné, táto definícia
sa mi veľmi nepáči.
Podľa mňa, Arrhenius dáva najviac zmysel.
Je to najčistejšie.
Vytvárate hydroxónium alebo nie?
Vytvárate hydroxid alebo nie?
Ale aby sme ukázali, že Lewisova definícia kyselín a zásad
je úplne najširšia.
Tu je príklad reakcie Lewisovej acidobázickej reakcie.
Nemôže byť pokladaná ani za Bronsted-Lowryho
ani Arrheniova zásada.
Lebo sa to nemusí odohrať vo vode.
A tu máme fluorid boritý,
s fluoridovým aniónom.
Má zá***ý náboj.
Má to tento malý elektrón navyše.
V tejto situácii, tento fluorid to, alebo tento
fluoridový anión môže poskytnúť 2 elektróny.
Tak povedzme, že tento tu je
tento tu.
A čo to spraví je, že dá tieto 2 alektróny
tomuto boritému komplexu.
A keď je to donor elektrónov, čo to je?
Fluorid je zásada.
Takže toto je zásada.
A potom akceptorom elektrónov je Lewisova kyselina.
Takže toto tu je Lewisova kyselina.
Je dobré vedieť, že tieto definície existujú,
takže vás v budúcnosti nebudú môcť zmiasť.
Ale pre prvý rok chémie, ak dobre poznáte
Arrheniovu definíciu, to je táto --
bude to fajn.
A úprimne povedané, o tejto sa uvažuje
najjednoduchšie.
A je to tá, na ktorej záleží vo väčšine
reakcií, kde sa jedná o zmeny v pH vo vode.
Lebo to je to, čo kyseliny a zásady robia, hlavne
v Arrheniovom prípade.
Akokoľvek, vidíme sa pri ďalšom videu v ktorom budeme trochu
počítať a zisťovať zmeny v pH spôsobené kyselinou.