wypieranie kwasu

[abstractlady]

hej, mam takie pytanie i mam nadzieje, ze ktos mi to rozjasni. Mianowicie: majac reakcje sol + kwas czy zawsze kwas wypierajacy musi byc silniejszy? Zawsze tak mi sie wydawalo, ale mam watpliwosci bo w podreczniku mam reakcje Hg(NO3)2 + H2S 2HNO3 + HgS (osad) faktycznie powstaje osad ale czy H2S jest w stanie wyprzec kwas nieporownywalnie silniejszy? Bylabym wdzieczna za wyjasnienie jak to wyglada.


Ps. Przepraszam za nieumieszczenie watku w zadnym dziale, ale korzystam z telefonu i nie wiem jak to na nim zrobic.

[adgj]

jeden z produktów musi być osadem w twoim przypadku, aby reakcja zaszła, czyli coś w stylu:
2 substraty rozpuszczalne, a powstaje co najmniej 1 produkt nierozpuszczalny i wytrąca się jako osad

[DMchemik]

Nie do końca. Wszystko zależy od równowag ustalających się w takich r-rach. Np. Ca3(PO4)2 też jest osadem, a reakcja z H2SO4 zachodzi i się ją wykorzystuje przemysłowo. Wynika to z tego, że ustalają się co najmniej 2 równowagi:

I: sól + kwaslt=== nowa sól + nowy kwas

symbolicznie zapiszmy to jako:

MeA + HBlt=== MeB + HA

gdzie Me oznacza kation metalu, H to proton, A i B to reszty kwasowe

Nigdy nie jest tak, że jeden kwas całkowicie wyprze drugi, tylko zawsze gdzieś sie ustala między nimi równowaga, nawet gdyby dodać kwasu słabego, to też się ustali równowaga, tyle przesunięta w lewo, mocniej lub słabiej, ale powiemy, że słabszy kwas nie wyparł mocniejszego. Jeśli równowaga przesuwa się w prawo, to mówimy, że słabszy kwas został wyparty mocniejszym. Im większa różnica w mocy kwasy (Ka), tym silniej stan równowagi przesunięty w prawo, ale tylko w przypadku kwasów słabych, np. CH3COOH i bardzo mocnych, jak HCl, można powiedzieć, że reakcja zaszła całkowicie nieodwracalnie i że kwas octowy został całkowicie wyparty z soli. W naszej reakcji powyżej równowagowe stężenie [MeB] oznaczmy jako C1.

II: Me(+) + B(-)lt=== MeB (gdzie MeB oznacza osad, gdyż zakładamy, że w r-rze MeB ulega całkowitej dysocjacji)

jeśli wytrącanie osadu potraktować jako reakcję, to w rolę stałej tej reakcji wchodzi iloczyn rozpuszczalności Kso. Rozpuszczając związek MeB w wodzie aż do otrzymania r-ru nasyconego, otrzymamy jakieś stężenie C2.

Związek MeB powstały w wyniku reakcji I ma stężenie C1, teraz możliwe są 2 przypadki:

C1<C2 - stężenie MeB w stanie równowagi reakcji I jest mniejsze niż wynika ze stężenia w r-rze nasyconym, więc nie powstaje osad.

C1C2 - postał r-r przesycony, nadmiar MeB krystalizuje.

Można powiedzieć, że w tego typu przypadkach mamy reakcje następcze, czyli kinetykę i równowagę złożoną.

W przypadku HgS wartość Kso jest tak mała, ze związek ten jest odporny na działanie rozcieńczonych silnych kwasów. Ale już nie stężonych, bo st. HNO3 po prostu go utleni.

ciekawym przykładem jest też reakcja:

NaCl + H2SO4 === NaHSO4 + HCl

tutaj silniejszy jest HCl. Ale dlaczego ulega wyparciu?

Najpierw ustali się równowaga:

NaCl + H2SO4lt=== NaHSO4 + HCl

jest ona silnie przesunięta przesunięta w lewo, bo kwas solny jest dużo mocniejszy. Ale HCl można zapisać jeszcze jedną równowagę:

K = pHCl/[HCl]

gdzie pHCl oznacza ciśnienie HCl nad jego r-rem w H2SO4, a [HCl] oznacza stężenie HCl w nasyconym r-rze w H2SO4. Dla każdego gazu można zapisać taką stałą, rozpuszczalność gazu można zmieniać zmieniając jego ciśnienie nad roztworem. Jeśli stosunek pHCl/[HCl] będzie przekraczał wartość K, to HCl z r-ru będzie migrował do powietrza. A że w powietrzu HCl prawie nie ma, to proces biegnie samorzutnie dalej. W układzie otwartym nic nie ogranicza migracji HCl, bo jego ciśnienie nad r-rem jest cięgle ponizej równowagowego, więc jego stężenie w r-rze maleje poniżej równowagowego w pierwszej reakcji, co napędza dalej tę pierwszą reakcję. Gdybyśmy taką reakcję przeprowadzili w układzie zamkniętym, np. zatopionej probówce, tak żeby nie było żadnej wymiany masy z otoczeniem, to reakcja wyparcia HCl nie zajdzie. Wynika to z tego, że część powstałego w reakcji HCl wypełni przestrzeń nad roztworem i osiagnie równowagową wartość pHCl. inaczej mówiąc, stosunek pHCl/[HCl] osiągnie wartość K i proces się zatrzyma. Oczywiście nastąpi to przy tak mały ilościach HCl, że praktycznie początkowa ilość substratów się nie zmieni.