Chem-Chapter 4.docx

14 Pages
Unlock Document

CHEM 1320

Chapter 4: Reactions in Aqueous Solutions 9/9 A solution is a homogeneous mixture of 2 or more substances. The solute is the substance present in the smaller amount. The solvent is the substance present in the larger amount. Solution Solvent Solute Soft drink (l)    H2O       Sugar, CO2 Air (g)     N2       O2, Ar, CH4 Soft solder (s)      Pb        Sn Aqueous solution: KMnO4 An electrolyte is a substance that, when dissolved in water, results  in a solution that can conduct electricity. A nonelectrolyte is a substance that, when dissolved, results in a  solution that does not conduct electricity. Conduct electricity in solution? Cations (+) and anions (­) Strong electrolyte–100% dissociation     H20 NaCl (s)  ▯Na+ (aq) + Cl­ (aq) Weak  electrolyte­not completely dissociated ▯ CH3COOH  ▯ CH3COO­ (aq) + H+ (aq) Ionization of acetic acid ▯ CH3COOH  ▯ CH3COO­ (aq) + H+ (aq) A reversible reaction can occur in both directions. Acetic acid is a weak electrolyte because its ionization in water in  incomplete. Hydration is the process in which an ion is surrounded by water  molecules arranged in a specific manner. s­  means it is slightly negative Nonelectrolyte does not conduct electricity No cations (+) and anions (­) in solution           H20   C6H12O6 (s)  ▯C6H12O6 (aq) Strong electrolytes: Strong acids, strong bases, ionic compounds Weak electrolytes:  Weak acids, weak bases Must be  soluble! Nonelectrolytes:  Molecular compounds Precipitation reactions: Precipitate­insoluble solid that separates from solution    precipitate Pb(NO3)2 (aq) + 2NaI (aq)  ▯PbI2 (s) +  2NaNO3 (aq) Molecular equation Pb2+ + 2NO3­ + 2Na+ + 2I­  ▯PbI2 (s) +  2Na+ + 2NO3 (aq)    Ionic equation Pb2+ + 2I­  ▯Pbl2 (s)            Net ionic equation Na+ and NO3­ are spectator ions Precipitation of Lead Iodide: Pb2+ + 2I­  ▯Pbl2 (s) Solubility is the maximum amount of solute that will dissolve in a  given quantity of a solvent at a specific temperature.  Table 4.2 Writing Net Ionic Equations: 1. Write the balanced molecular equation 2. Write the ionic equation showing the strong electrolytes  completely dissociated into cations and anions 3. Cancel the spectator ions on both sides of the ionic equation 4. Check that charges and number of atoms are balanced in the  net ionic equation Write the net ionic equation for the reactions of silver nitrate with  sodium chloride: AgNO3 (aq) + NaCl (aq)  ▯AgCl (s) + NaNO3(aq) Ag+ + NO3­ + Na+ + Cl­  ▯AgCl (s) + Na+ + NO3­ Ag+ + Cl­  ▯AgCl (s) 9/11 Properties of Acids ­Sour taste­vinegar taste: acetic acid ­Citrus fruits: citric acid With certain metals make H2 2HCl (aq) + Mg (s)  ▯MgCl2 (aq) + H2 (g) With carbonates make carbon dioxide 2HClO (aq) + CaCO3 (s)  ▯CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (I) Aqueous acids conduct electricity Properties of Bases ­Bitter taste ­Feel slippery: soaps contain bases Aqueous bases conduct electricity Examples: NH3 weak base OH­  Arrhenius acids produce H+ (H3O+) in water HCl + H2O  ▯H3O+ + Cl­ Arrhenius bases produce OH­ in water NH3 + H20  ▯NH4+ + OH­ Hydronium ion, hydrated proton, H3O+ A Br Ønsted acid: proton donor A Br Ønsted base: proton accepter/thief More expansive  NH3 + H2O   ▯  NH4+ + OH­ base    acid        acid      base A Br Ø nsted acid must contain at least one ionizable proton! Monoprotic acids HCl  ▯H+ + Cl­      strong electrolyte, strong acid HNO3  ▯H+ + NO3­        strong electrolyte, strong acid CH3COOH  ▯ H+ + CH3COO­     weak electrolyte, weak acid Diprotic acids H2SO4  ▯H+ + HSO4­      strong electrolyte, strong acid HSO4­  ▯▯ H+ + SO42­      weak electrolyte, weak acid Triprotic acids H3PO4   H+ + H2PO4­      weak electrolyte, weak acid H2PO4­   H+ + HPO4 2­      weak electrolyte, weak acid HPO4 2­  ▯▯ H+ + PO43­     weak electrolyte, weak acid Table 4.3 H+ polyatomic anion=acid Identify each of the following species as a Br Ønsted acid, base, or  both? Hl (aq)  ▯H+ (aq) + I­ (aq)                ØBnsted acid CH3COO­ (aq) + H+ (aq)  ▯ CH3COOH (aq)     Br Ø nsted base H2PO4­ (aq)   H+ (aq) + HPO42­ (aq)        Br Ønsted  acid H2PO4­ (aq) + H+ (aq)   ▯H2PO4 (aq)        Br Ønsted base Neutralization reaction Acid+base  ▯salt + water 1. HCl (aq) + NaOH (aq)  ▯NaCl (aq) + H2O (l) 2. H+ + Cl­ + Na+ + OH­  ▯Na+ + Cl­ + H2O 3. H+ + OH­  ▯H2O Weak acid + base  ▯salt + water Neutralization reaction involving a weak electrolyte 1. HCN (aq) + NaOH (aq)  ▯NaCN (aq) + H2O (l) 2. HCN + Na+ + OH­  ▯Na+ + CN­ + H2O 3. HCN + OH­  ▯CN­ + H2O Neutralization reaction producing a gas Acid + base  ▯salt + water + CO2 2HCl (aq) + Na2CO3 (aq)  ▯ 2NaCl (aq) + H2O + CO2 2H+ + 2Cl­ + 2Na+ + CO32­  ▯ 2Na+ + 2Cl­ + H20 +CO2 2H+ + CO32­  ▯H2O + CO2 Oxidation­reduction reactions (electron transfer reactions) (Redox) 2Mg (s) + O2 (g)  ▯ 2MgO (s) 2Mg  ▯ 2Mg2+ + 4e­   oxidation half­reaction (lose e­) O2 +4e­  ▯ 2O2­      reduction half­reaction (gain e­) 2Mg + O2 + 4e­  ▯ 2Mg 2+ + 2O2­ + 4e­ 2Mg  + O2  ▯ 2MgO Zn (s) + CuSO4 (aq)  ▯ZnSO4 (aq) + Cu (s) Zn  ▯Zn+2 + 2e­       Zn is oxidized      (reducing agent) Cu2+ + 2e­  ▯Cu        Cu2+ is reduced     (oxidizing agent) Cu (s) + 2AgNO3 (aq)  ▯Cu(NO3)2 (aq) +  2Ag (s) Cu  ▯Cu2+ + 2E­     Cu is oxidized      (reducing agent) 2Ag+ + 2e­  ▯ 2Ag      Ag+ is reduced     (oxidizing agent) 9/13 Oxidation number The charge the atom would have in a molecule (or ionic  compound) if electrons were completely transferred.  1. Free elements (uncombined state): zero Na, Be, K Pb, H2, O2, P4=0 2. Monatomic ions: oxidation #=charge Li+, Li=+1; Fe3+, Fe=+3; O2­, O=­2 3. Oxygen: usually ­2 Exceptions: H2O and O2 2­: ­1, O2: ­1/2  (superoxide) 4. Hydrogen: +1 bonded to a nonmetal   ­1 when bonded to a metal      5. Group 1A metals: +1, 2A metals: +2                  Fluorine: always ­1 in compounds      6. The sum of the oxidation numbers of all atoms in a            molecule or ion is equal to the c
More Less

Related notes for CHEM 1320

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.