Σχέση Κa με Κb

1Δημοσιεύτηκε από το χρήστη Αντώνης Αρχοντούλης στις 23 Αύγουστος 2012 στις 2:12 στην ομάδα Χημεία Γ΄Λυκείου

Στο σχολικό βιβλίο αποδεικνύεται (με συγκεκριμένο σκεπτικό) η σχέση που συνδέει τις Κa και Κb ενός συζυγούς ζευγαριού.

Πόσο συνεπής μπορεί να είναι αυτή η απόδειξη; Είναι εύστοχη η φράση “Το ιόν Α, όπως έχουμε αναφέρει, είναι η συζυγής βάση του οξέος ΗΑ. Το Α αντιδρά με το νερό“; Δηλαδή μετά την αντίδραση του ΗΑ με το νερό ακολουθεί κι άλλη αντίδραση του Α^- με το νερό; Και είναι δυνατόν έτσι απλά, τα αποτελέσματα … δυο διαδοχικών(;) αντιδράσεων να τα βάλει κάποιος σε διαδικασία πολλαπλασιασμού κατά μέλη και αυτά να εμφανίζουν και παράγοντες που επιδέχονται απλοποίησης; Μήπως το σκεπτικό αυτό είναι απολύτως πρόχειρο; Γιατί σίγουρα απόδειξη δεν μπορεί να αποτελεί!!

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
1 Σχόλιο
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
admin
Διαχειριστής
03/11/2016 2:33 ΜΜ

“…Δηλαδή μετά την αντίδραση του ΗΑ με το νερό ακολουθεί κι άλλη αντίδραση του Α^- με το νερό;…”

 


Δεν θεωρούμε ότι πραγματοποιείται ταυτόχρονος ιοντισμός της ΗΑ και του Α- στο ίδιο δ/μα γιατί έτσι δημιουργείται “κύκλος”

Οι σχέσεις των Κα και Κβ μπορείς να θεωρήσεις ότι προέρχονται ( περιγράφουν ) ιοντικές ισορροπίες που υπάρχουν σε διαφορετικά διαλύματα ( πχ δ/μα ΗΑ και δ/μα ΝαΑ )

Αυτό είναι κάτι που απασχολεί και εμένα, δηλαδή γιατί δε λαμβάνουμε υπόψη τον ιοντισμό των

Α- που προκύπτουν από τον ιοντισμό του ΗΑ στο νερό ;

ΗΑ  + Η2Ο  <->  Α-   +   Η3Ο+    ( τη λαμβάνουμε υπόψη )

Α-  +  Η2Ο  <-> ΗΑ  +   ΟΗ-     ( δεν τη λαμβάνουμε υπόψη, γιατί ; )

 

Θα ήθελα συνάδελφε Αντώνη, όταν μπορέσεις, να μου διευκρινήσεις το ” έτσι δημιουργείται κύκλος ”

ένα συζυγές ζεύγος οξέος-βάσης περιγράφεται από μια ιοντική ισορροπία. Μπορεί να είναι όποιος* ιοντισμός (του ζεύγους ) θέλεις αρκεί να είναι μια ιοντική ισορροπία. Αυτό συμβαίνει γιατί η Κα και η Κβ ( του συζυγούς ) δεν είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους.

Ο “κύκλος” που αναφέρω είναι “ο ιοντισμός του ΗΑ που δίνει Α- … που ιοντίζεται και δίνει ΗΑ …. που ιοντίζεται και δίνει Α- ..κτλ ”

  • … το όποιος ιοντισμός θέλεις φαίνεται καλύτερα στην περίπτωση του διαλύματος ασθενούς ΗΑ – ΝαΑ που μπορεί να μελετηθεί ώς μερικός ιοντισμός του ΗΑ με ΕΚΙ στα Α ή μερικός ιοντισμός (υδρόλυση) του Α- με ΕΚΙ στα ΗΑ … πάντως σε κάθε περίπτωση γράφοντας μια ιοντική ισορροπία που να περιγράφει το συζυγές ζεύγος.

Αφού συμφωνήσω απόλυτα με τον Αντώνη (Μπαλτ) σε όσα γράφει παραπάνω, να προσθέσω μια άποψη.

Αυτό που μελετάμε όταν γράφουμε:

ΗΑ  + Η2Ο  <->  Α-   +   Η3Ο+  (1)

δεν είναι μια αντίδραση,είναι μια ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ.

Σε αυτήν την ισορροπία, μόρια ΗΑ αντιδρούν συνεχώς με μόρια νερού, αλλά ταυτόχρονα ιόντα Α- αντιδρούν με οξώνια ξαναδίδοντας μόρια ΗΑ-νερού. Αλλά οι συγκεντρώσεις όλων των σωματιδίων αυτών παραμένουν σταθερές στο χρόνο. Οι σταθερές αυτές συγκεντρώσεις ικανοποιούν κάποια σχέση την οποία αποδίδουμε με τη σταθερά Κ.

Ταυτόχρονα με την παραπάνω ισορροπία υπάρχει και μια άλλη που δεν την γράφουμε. Και αυτή είναι ο ιοντισμός του νερού:

Η2Ο+Η2Ο <->  Η3Ο+  + ΟΗ-  (2)

Μην χάνουμε την ουσία του φαινομένου. Το φαινόμενο είναι η ισορροπία μεταξύ μορίων ΗΑ και ιόντων Α-.

Αν γράψεις αντίστροφα την παραπάνω ισορροπία (1), δεν σημαίνει ότι περιγράφεις άλλο φαινόμενο! Το ίδιο είναι, αλλά προφανώς δεν γράφουμε αντίδραση του Α- με τα οξώνια (πού να τα συναντήσει άλλωστε….), αλλά με το νερό, οπότε η  στοιχειομετρία μας βάζει στο παιχνίδι τα ΟΗ- (που προηγούμενα τα είχαμε κρύψει), κρύβοντας τώρα τα Η3Ο+.

Και η σταθερά; Όταν αναφέρεσαι σε μια ισορροπία έχεις μια σταθερά ίση με ένα πηλίκο συγκεντρώσεων. Αν αναποδογυρίσεις την ισορροπία, αντιστρέφεις και το πηλίκο, συνεπώς και την σταθερά…

Αλλά, επειδή στο κλάσμα, τη μια φορά εμφανίζεται η [Η3Ο+] και στην άλλη η [ΟΗ-], στο παιχνίδι μπαίνει και η kw….

 

Σας ευχαριστώ πολύ για τις εξηγήσεις σας, τόσο για την ποιοτικές όσο και για τις ποσοτικές.

Να πω και την αλήθεια, πάντα είχα την απορία για το πως ειναι δυνατόν ένα Α- να συναντήσει ένα Η3Ο+  ώστε να αντιδράσουν μεταξύ τους και να δώσουν ΗΑ και Η2Ο.

Τώρα μου έγινε κατανοητό.

Ευχαριστώ και πάλι.

 

 

Συνάδελφοι και συνομιλητές εδώ

Θέλω να κάνω μια παρατήρηση αν μου επιτρέπετε, που αφορά στα συμπεράσματα που βγάζει κάποιος που παρακολουθεί και συμμετέχει στις συζητήσεις, βλέπει ερωτήσεις και απαντήσεις.

Όλοι μας έχουμε αναπτύξει ένα είδος ενισχυμένης διαίσθησης (και λόγω προπόνησης) πάνω σε θέματα Φυσικών Επιστημών. Λέω διαίσθησης και όχι πάντα γνώση σε βάθος για κάθε φαινόμενο (πόσος χρόνος ενασχόλησης άραγε απαιτείται γι αυτό; πόσο ανέφικτο πιθανά είναι;). Συχνά λοιπόν βγάζουμε “εύκολα” συμπεράσματα που συχνά πυκνά γίνονται και οι νέοι προτεινόμενοι κανόνες μας. Ενθουσιαζόμαστε εύκολα και το πανηγυρίζουμε δεόντως παραβλέποντας για μια ακόμα φορά λεπτομέρειες που τις κρύβει η ευφορία της στιγμής και πάντως σε κάθε περίπτωση είμαστε εύκολοι να πειστούμε να τροφοδοτήσουμε τη διαίσθησή μας με κάτι που στην πραγματικότητα είναι ακόμα θολό. Στα Μαθηματικά συνάδελφοι θα αναζητούσαμε επιμελώς την ακρίβεια και θα την επιβάλλαμε στους μαθητές μας. Στις Φ.Ε. και κατά τη διδασκαλία μας, τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούμε την διαίσθησή μας για να παρακάμψουμε την ακρίβεια που τη στιγμή εκείνη για διάφορους λόγους μας διαφεύγει.

Κατά τη γνώμη μου, εδώ είμαστε για την αναζήτηση αυτής της ακρίβειας. Μέσα από την αναζήτηση λαθών στα Σχολικά βιβλία σαν έναυσμα, πρέπει να προσπαθήσουμε να κατακτήσουμε την ακρίβεια (σε όποιο βαθμό τα καταφέρουμε) και τότε (έχοντας συμφωνήσει όλοι σε κάτι) να την πανηγυρίσουμε.

Παρακολουθώντας από 5ετίας τις αναρτήσεις του Διονύση και την πολύπονη και εξαιρετική του δουλειά η ψυχή μου κόλλησε στο moto “Επειδή το να μοιράζεσαι πράγματα, είναι καλό για όλους….”. Με τη διάθεση αυτή έγινα μέλος αυτού του νέου του διαδικτυακού χώρου και σας παρακαλώ πολύ, όλα τα παραπάνω να τα κρίνετε επιεικώς. Δεν προσπαθώ να ψεξω κανέναν και δεν είμαι επιθετικός από φύση και θέση.

Νομίζω ότι το θέμα που άνοιξε η ερώτησή μου πυροδότησε πολλά άλλα επιμέρους, τα οποία παραθέτω στη συνέχεια μαζί με ερωτήματα που μου προξένησαν . Ας τα συνοψίσουμε:

  1. Δεν θεωρούμε ότι πραγματοποιείται ταυτόχρονος ιοντισμός της ΗΑ και του Α- στο ίδιο δ/μα γιατί έτσι δημιουργείται “κύκλος” (Αντώνης Μαλτζ) ΕΡΩΤΗΣΗ: και αυτό θα δημιουργούσε κάποιο πρόβλημα; και ποιο είναι αυτό; Αλλιώς ας δημιουργούνταν “κύκλος”
  2. Οι σχέσεις των Κα και Κβ μπορείς να θεωρήσεις ότι προέρχονται ( περιγράφουν ) ιοντικές ισορροπίες που υπάρχουν σε διαφορετικά διαλύματα ( πχ δ/μα ΗΑ και δ/μα ΝαΑ )(Αντώνης Μαλτζ) (υπογράμμιση δική μου) ΕΡΩΤΗΣΗ: αν περιγράφουν ιοντικές ισορροπίες σε διαφορετικά διαλύματα τότε οι εκφράσεις των Κα και Κβ με συγκεντρώσεις θα περιέχουν διαφορετικές εν γένει τιμές, επομένως θα μπορούν Αλγεβρικά να συνδιαστούν;
  3. … ένα συζυγές ζεύγος οξέος-βάσης περιγράφεται από μια ιοντική ισορροπία. Μπορεί να είναι όποιος* ιοντισμός (του ζεύγους ) θέλεις αρκεί να είναι μια ιοντική ισορροπία. Αυτό συμβαίνει γιατί η Κα και η Κβ ( του συζυγούς ) δεν είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους.(Αντώνης Μαλτζ) ΕΡΩΤΗΣΗ: Το ότι δεν είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους δεν είναι αυτό που θέλουμε εδώ να αποδείξουμε; Και αφού αυτό αποδειχθεί, συμπερασματικά που καταλήγουμε;
  4. Το ίδιο είναι, αλλά προφανώς δεν γράφουμε αντίδραση του Α- με τα οξώνια (πού να τα συναντήσει άλλωστε….)(Διονύσης Μάργαρης) ΕΡΩΤΗΣΗ: Δηλαδή τα οξώνια απουσιάζουν από το διάλυμα;Μήπως είναι κατ αρχήν λίγα;Και η συνάντηση με αυτά τα λίγα αν οδηγήσει σε αντίδραση, δηλαδή σε προσωρινή κατάσταση “μηδενισμού” τους τότε λόγω μετατόπισης ισορροπίας (Le Chatelier) δεν θα γίνει προσπάθεια μερικής τους αποκατάστασης;
  5. ΕΡΩΤΗΣΗ: Είναι ώριμο το συμπέρασμα “Να πω και την αλήθεια, πάντα είχα την απορία για το πως ειναι δυνατόν ένα Α- να συναντήσει ένα Η3Ο+  ώστε να αντιδράσουν μεταξύ τους και να δώσουν ΗΑ και Η2Ο.Τώρα μου έγινε κατανοητό.” (Δημήτρης Δημαγκ);
  6. Η αρχική ερώτηση ουσιαστικά θέτει το ερώτημα, αν αποτελεί απόδειξη της σχέσης Κα και Κβ η περιγραφή του σχολικού βιβλίου. Αν η απάντηση είναι αρνητική τότε ποιά είναι η συνεπής απόδειξη;

5. Η αρχική ερώτηση ουσιαστικά θέτει το ερώτημα, αν αποτελεί απόδειξη της σχέσης Κα και Κβ η περιγραφή του σχολικού βιβλίου. Αν η απάντηση είναι αρνητική τότε ποιά είναι η συνεπής απόδειξη;

Σας επισυνάπτω εδώ τη δική μου πρόταση-απάντηση για την ερώτηση 5 με προσθήκες (κόκκινοι χαρακτήρες) και διαγραφές στο κείμενο του σχολικού βιβλίου και περιμένω τα σχόλιά σας πάνω στις υπόλοιπες ερωτήσεις 1-4.

kakb

Καλημέρα Αντώνη (Αρχ). Γράφεις:

ΕΡΩΤΗΣΗ: Δηλαδή τα οξώνια απουσιάζουν από το διάλυμα;Μήπως είναι κατ αρχήν λίγα;Και η συνάντηση με αυτά τα λίγα αν οδηγήσει σε αντίδραση, δηλαδή σε προσωρινή κατάσταση “μηδενισμού” τους τότε λόγω μετατόπισης ισορροπίας (Le Chatelier) δεν θα γίνει προσπάθεια μερικής τους αποκατάστασης;

Πράγματι τα οξώνια είναι πολύ λίγα στο διάλυμα. Για να δώσω μια τάξη μεγέθους, για συγκεντρώσεις ΗΑ και Α- της τάξης του 0,1, η συγκέντρωση των οξωνίων είναι της τάξης του 0,0001 για παράδειγμα, οπότε έχουμε 1 οξώνιο για 1000 Α-. Μην μου πεις λοιπόν ότι στην παραπάνω ισορροπία, τα Α- περιμένουν να αντιδράσουν με οξώνια και όχι με τα πολύ περισσότερα μόρια νερού που τα περιβάλλουν;

Αλλά προφανώς δεν λέω ότι “αποκλείεται” να αντιδράσει το Α- με οξώνιο. Σε πολύ μικρό βαθμό ΚΑΙ αυτό γίνεται. Αλλά τότε γράφεις θα τελειώσουν τα οξώνια!!! Μα, προφανώς αυτό δεν θα συμβεί. Τόνισα παραπάνω ότι αυτό που γράφουμε είναι μια ΧΗΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ και οι συγκεντρώσεις παραμένουν σταθερές με το χρόνο. Αν στη μονάδα  του χρόνου δηλαδή, 100 Α- αντιδράσουν με 100 οξώνια, τότε ΚΑΙ 100 μόρια ΗΑ θα αντιδράσουν με το νερό και θα ξαναβγάλουν οξώνια. Δεν υπάρχει λόγος να ανησυχούμε ότι θα μας “τελειώσουν” κάποια από τα εμπλεκόμενα σωματίδια…

Όσον αφορά την απόδειξη που προτείνεις, την βρίσκω εξαιρετική και προφανώς πολύ καλύτερη του σχολικού βιβλίου και μακάρι σύντομα; να την έχουμε στο βιβλίο που διδάσκονται οι μαθητές μας.

 … προσπαθήσα να μην οδηγήσω σε εύκολα συμπεράσματα αποβάλλοντας την διαίσθηση ( αν και είμαι γενικότερα καλά προπονημένος ) ώστε να μην προκαλέσω πρόσκαιρες εφορίες και πανηγυρισμούς.

Resume-αρω …

Περί κύκλου … το σχόλιο αφορά καθαρά την μαθηματική / ασκησιακή προσέγγιση του φαινομένου. Για να μην γραφουμε το ΗΑ που δίνει Α που δίνει ΗΑ που δίνει Α που δίνει ΗΑ που δίνει Α που δίνει ΗΑ που δίνει Α που δίνει ΗΑ που δίνει Α που δίνει ΗΑ που δίνει Α που δίνει ΗΑ που δίνει Α που δίνει ΗΑ που δίνει Α που δίνει ΗΑ που δίνει Α ….. γράφεις μια ιοντική ισορροπία που περιγράφει το ζεύγος ΗΑ-Α και τελείωσες. Αν θέλεις μπορείς να γράψεις την ιοντική ισορροπία για το Α-ΗΑ αρκεί να χρησιμοποιήσεις την κατάλληλη Κ.

Περί την σχέση Κα και Κβ … οι δύο αυτές Κ περιγράφουν την ιοντική ισορροπία του ίδιου ζεύγους ηλεκτρολυτών από διαφορερετική οπτική γωνία.

Χωρίς να “προσπαθώ να ψεξω κανέναν” μιας που “δεν είμαι επιθετικός από φύση και θέση” …. τι δεν καταλαβαίνεις ?

Αντώνη Αρχοντόπουλε, ως προς το αρχικό μέρος της τοποθέτησής σου συμφωνώ απόλυτα, δηλαδή αρκετές φορές καταλήγουμε διαισθητικά σε κάποια συμπεράσματα, τα οποία θα αποτελέσουν θεμέλια για να στηρίξουμε τους επόμενους συλλογισμούς μας. Επομένως αν η αρχική μας διαίσθηση σφάλλει, τότε την πατήσαμε. Στην αντίθετη όμως περίπτωση δημιουργήσαμε ένα υγιές και όμορφο οικοδόμημα.

Για το θέμα, στο οποίο αναφερόμαστε, καταρχάς να διευκρινίσουμε, ότι δεν αναλύεται επαρκώς ακόμη και στα ελληνόγλωσσα ή ξενόγλωσσα πανεπιστημιακά εγχειρίδια, τουλάχιστον αυτά που διαθέτω εγώ.

Αυτό που με ενδιέφερε να διευκρινιστεί, είναι η  ποιοτική εξήγηση του φαινομένου, δηλαδή ότι σε ένα υδατικό διάλυμα ΗΑ, συμβαίνουν τα παρακάτω :

ΗΑ  +  Η2Ο -> Α-  +  Η3Ο+

Α-  +  Η3Ο+ -> ΗΑ  +  Η2Ο

Α- +  Η2Ο -> ΟΗ- +   ΗΑ

ΟΗ- +   ΗΑ  -> Α- +  Η2Ο

Η2Ο  +  Η2Ο -> ΟΗ- +  Η3Ο+

ΟΗ- +  Η3Ο+ -> Η2Ο

Κάποια στιγμή αποκαθίσταται στο διάλυμα μια ισορροπία, όπου όλες οι συγκεντρώσεις των παραπάνω σωματιδίων παραμένουν σταθερές, πράγμα που εκφράζεται μέσω των σταθερών ισορροπίας.

Αντώνη Αρχοντούλη, ήθελα να γραψω…συγνώμη για το λάθος.

 

Συνάδελφοι γεια σας μετά από πολύ καιρό!

Στο παρελθόν προσπάθησα θέτοντας ερωτήματα ,να “προκαλέσω” την από κοινού διερεύνηση ζητημάτων που προκύπτουν από τα αναγραφόμενα στο σχολικό βιβλίο ή που περιφέρονται ως συμπεράσματα-κανόνες, αποκυήματα όμως της “διαίσθησής” μας και τα οποία στερούνται στέρεης βάσης. Παρακολούθησα (χωρίς παρέμβαση) τη συζήτηση για τα θέματα των φετινών εξετάσεων σε κλίμα παραληρηματικά ασύνδετο, πρόχειρο σε τόνους επίδειξης “αυθεντίας” από πολλούς και με τις αναγκαστικές εκ των υστέρων “κωλοτούμπες” τις οποίες και συνηθίζουν εδώ όταν τα πράγματα σκουραίνουν (νάτο!… τώρα μάλλον γίνομαι επικριτικός  και επιθετικός… το παίρνω αλλιώς!).

Ξαναθέτω τα παραπάνω ερωτήματα και την μέχρι τώρα δική μου άποψη σε συζήτηση. Έλεγα παραπάνω “…Σας επισυνάπτω εδώ τη δική μου πρόταση-απάντηση για την ερώτηση 5 με προσθήκες (κόκκινοι χαρακτήρες) και διαγραφές στο κείμενο του σχολικού βιβλίου και περιμένω τα σχόλιά σας πάνω στις υπόλοιπες ερωτήσεις 1-4…”

1. Υπάρχουν απαντήσεις;

2. Απόψεις; Διαφωνίες;

3. θα βγάλουμε (να το συνθέσουμε γραπτά μετά από τη συμφωνία μας) τελικό συμπέρασμα από όλους μας αποδεκτό; που να απαντάει στα ερωτήματα και σε όσα θα προστεθούν;

Τι λέτε πάμε απ την αρχή;