Kimika Ubi

Unibersitatara Bideratzeko 1kasturtea

ELKAR

KIMIKA-TALDEA

EGILEAK: KOLDO ARAMENDI Sto. Tomas Lizeoko Irakaslea MARIAJE BARANDIARAN Donostiako Kimika Fakultateko Irakaslea

RICARDO GARCIA Iurreta-Durangoko Institutuko Irakaslea JULIO ORUETA Ondarruako Institutuko Irakaslea MIKEL ZABALJAUREGI Txurdinagako Institutuko Irakaslea LURDES MARTINEZ Sto. Tomas Lizeoko Irakaslea MOLDATZAILEA: ELHUYAR

ELKAR

Hezkuntza Sailak onetsia 1983-3-22 O ELHUYAR. Urbieta, 7-3. a. DONOSTIA O ELKAR, S. A. Esterlines, 10. DONOSTIA Depósito Legal: NA. 790-1984 ISBN 84-7529-1 72-4 Inprimatzaile: Gráficas Lizarra, S. L., Ctra. de Tafalla, Km. 1 Azala: buretaren maneiu egokia

- Estella (Navarra)

E D U K I N A Orr. 1

.

2.3.-

4.. 5.-

5.-

. TEOR l A ATOM I KOA ................. T A U L A P E R I O D I K O A ........................................ ATOMOEN EGITURA ELEKTRIKOA . B l L A K A B l D E HISTORIKOA ............................................... LOTURA K I M I K O A .......................................... ERREAKZIO K l M l K O E N ENERGIA . OREKA K I M I K O A . 1.PARTEA .................................................. LEGE KUANT I T A T IBOAK

Z l N E T l K A K l M l K O A E T A OREKA K I M I K O A

.

................................................. 6.- PROTOI E N TRANSFERENTZ l ERREAKZ IOAK ................... 7.- O X l D A Z l O A E T A ERREDUKZIOA .............................. 8.- HAUSPEATZE-ERREAKZIOAK ................................. 9.- H I DROGENOA, N ITROGENOA E T A BERAUEN KONPOSATUAK ...... 10.- OXIGENOA; SUFREA E T A BERAUEN KONPOSATUAK ........... 2.PARTEA

11

.- K l M l KA

ORGAN l KOAREN ZENBA l T O l NARR l ZKO

............................................... 12.. HIDROKARBUROAK ......................................... 13 .. FUNTZ l O ORGAN l KOAK E T A BEREN EZAUGARR I AK .......... KONTZEPTU

5 23

1,- LEGE KUANTITATIBOAK, TEOR IA ATOhIKOA ERREAKZIO K l M l K O A MATER I AREN KONTSERBAZ I OAREN

LEGEA(MASA-

REN l RAUNPENAREN LEGEA)EDO L A V O I S I E R - E N LEGEA 1

PROPORTZ 1 O DEF l N l TUEN LEGEA EDO PROUST-EN LEGEA PROPORTZIO A N l Z K O l T Z E N LEGEA EDO 3ALTONEN LEGEA PROPORTZIO E R L A T I B O E N LEGEA EDO RICHTER-EN LEGEA DALTON-EN TEOR l A ATOM l KOA KONBINATUTAKO BOLUMENEN LEGEA EDO GAY-LUSSAC-EN

LEGEA

AVOGADRO-REN

LEGEA

MASA ATOM l KOA E T A MASA MOLEKULARRA FORMULAK ATOMO-GRAMOA

E T A MOLEKULA-GRAMOA

AVOGADRO-REN

ZENBAKIA

GAUR EGUNGO MOL-KONTZEPTUA GASEN BOLUMEN MOLARRA GASEN MASA MOLEKULARRAK AURK l TZEKO METODOAK MASA ATOM l KOAK AURK l TZEKO METODOAK

Ontzi

batetan

ura

eta

magnesio

denbora g u t x i r a substantzia b e r r i batzuk

kloruroa elkartzen

baditugu,

lortzen direla,azaltzen

direla,

i k u s i k o d u g u e t a e r a b e r e a n u r - k a n t i t a t e a e t a magnesio k l o r u r o - k a n t i t a tea g u t x i t z e n d i r e l a .

Ontzi

h o n e t a n sistema

kimiko bat

dugula

eta erreakzio kimiko

b a t g e r t a t z e n a r i d e l a esango d u g u . E r r e a k z i o k i m i k o a k e k u a z i o k i m i k o e n bidez

adierazten

produktuak

eta

d i r a .Ezkerraldean

erreaktiboak

b i e n a r t e a n gezi b a t edo bi.Gure

l i tzateke:

MgCI2 + 2H20 Eta,zergatik

-

Mg(OH)2

gertatzen

jartzen

d i r a ,eskuinean

kasuan honela izango

I

+ 2 HCI

d i r a e r r e a k z i o k i m i k o a k ? Sistema k i m i k o

g u z t i a k e n e r g i a minimoa d u t e n e g o e r a r a jotzen d u t e l a k o .

1.2.-

MATERIAREN KONTSERBAZIOAREN LEGEA(MASAREN

l RAUNPENAREN LE-

GEA) EDO LAVO ISI ER-en LEGEA

1789. u r t e a n , L a v o i s i e r , e s p e r i m e n t u u g a r i e g i n ondoren, lege honet a r a i r i t s i zen:

"Materia

ez d a ez s o r t z e n e t a ez d e s e g i t e n ; a l d a t u

b a k a r r i k egi-

t e n da".

edo beste e r a b a t e r a esanda:

"Erreakzio

kimiko

batetan

erreaktiboen

masa

eta

produktuen

masa b e r d i n a k d i r a "

hau da,

Gaur e g u n zehatza

ez

dela

erlatibitatearen

b a d a k i g u .Hala

i r a u n k o r r a d e l a supose d a i teke.

teoriaren

ere,erreakzio

ondorioz,lege kimiko

hau

normaletan

guztiz masa

1.3.-

PROPORTZ l O DEF l N ITUEN LEGEA EDO PROUST-en LEGEA

1802.urtean, Proust-ek p r o p o r t z i o def i n i tuen legea f i n k a t u zuen. Honela d i o :

"Bi

g o r p u t z konposatu b a t emateko e l k a r r e k i n konbinatzen d i r e -

nean,elkarketa

hori

pisu-proportzio

definitu

eta

konstante

bakarrean

egiten dute beti"

Honela k l o r o a eta sodioa e l k a r t z e n direnean,sodio k l o r u r o a emg teko b e t i p i s u - p r o p o r t z i o d e f i n i t u b a k a r r e a n egiten dute:

sodio gramo-kantitatea k l oro gramo-kanti tatea

1.4.-

- 6,484 - 12,968 1o

20

- 4 ;,61 934 -

.... =

ktea.

PROPORTZ l O AN l ZKO l TZEN LEGEA EDO DALTON-en LEGEA

Dalton-ek

1804.urtean

p r o p o r t z i o anizkoitzen

legea honela pro-

posatu zuen.

"Konposatu

desberdinak

emateko elementu b a t e n k a n t i t a t e f i n k o

b a t e k i n k o n b i n a t z e n d i r e n beste elementuko k a n t i t a t e desberdinen a r t e k o e r l a z i o a k z e n b a k i osozko e r l a z i o s i n p l e batez emanak datoz".

Mibidez: Kondizio b a t z u t a n

lg

oxigenok

Beste k o n d i z i o berezi

batzutan

3,971

g

k o b r e k i n erreakziona-

tzen du. lg

oxigenok 7,492

g

kobrekin

erreakzionatzen du. Kanti t a t e kobre-kantitate

1.5.-

berdin

batekin

(lg

oxigeno)erreakzionatu

desberdin hauen a r t e k o e r l a z i o a , e r l a z i o

duten

bi

s i n p l e b a t da:

PROPORTZ lO ERLAT l BOEN LEGEA EDO R I CHTER-en LEGEA

Richter-ek

1792.urtean

"Elementu

jakin

h a u proposatu zuen:

b a t e n p i s u b e r a r e k i n konbinatzen d i r e n beste

elementu

desberdinen

p i s u a k ,elernentu

d i r e n e k o p i s u e r l a t i b o a k dira,edo

hauek

beren

artean

konbinatzen

b e r e n a n i z k o i t z edo a z p i a n i z k o i tz soi-

lakl@.

K a n t i t a t e hauek konbinatzeko ahalrnen kirniko b e r d i n a dute, k i m i koki

baliokideak

dira.Honegatik

edozein s u b s t a n t z i a t a k o p i s u b a l i o k i d e a

honela d e f i n i d a i teke:

llOxigenozko 8 p a r t e edo hidrogenozko p a r t e b a t e k i n k o n b i natzen edo ordezkatzen den elernentu edo konposatu b a t e n k a n t i t a t e a da".

1 .s.-

DALTON-en TEORIA ATOM l KOA

Aurreko

lege kirniko g u z t i

h a u e k ( lege e x p e r i m e n t a l a k ) DALTON-

ek bere teori a atorni k o a r e n b i dez aza l d u zi tuen. Da l ton-ek jarraia

suposatu zuen;atornoz

osatua zegoela.Atomo

m a t e r i a ez zel a

hauek z a t i t u ezin z i -

ren zatikiak ziren,alegia.

Dalton-en 1

teoria 4 puntutan oinarritzen da:

.- E l e r n e n t ~ a k ~ z a t i t uezin

diren

zatikiz

osatuta

daude.Zatiki

berdinak

d i r a denak,

hauek atomoak d i r a . 2.-

Elementu j a k i n

baten

atomo g u z t i a k

b a i masan eta b a i propietateetan.

3.-

Elementu desberdinen atornoek masa eta p r o p i e t a t e desberdinak dituzte.

4.-

Konposatuak kartze

atorno

hauek

desberdinen

erlazio

sinple

elkarketaz

eta

lortzen

dira.El-

konstanteen bidez egiten

dira.

Teoria honek,erreakzio kirnikoen legeak e s p l i k a t z e n d i t u . E r l a z i o kimiko

batetan,atornoak

baizik,erraz

aldatzen

ez

direnez,beste

era

batetan

elkartu

i k u s t e n d a rnasarik ez d e l a a1datzen;kontserbatu egiten dela

baizik.

Materia

jarraia

b a l i tz, h a u ez

gertatzeko a r r a z o i r i k ez legoke:

0

O

e

10eg.klore

UOg.sodio

1.1.- I r u d i a : M a t e r i a j a r r a i a izango b a l i t z ez legoke a r r a zoirik 10g.kloro eta 10g.sodio konbinatzera-

koan 20g.sodio k l o r u r o a eman ez zedin.

Teoria du.Codio tzen

atornikoak

kloruroa

denez

aldiz,proportzio

lortzeko,beti

konbinaketa

hau

kloro-atomo

def i n i t u e n

legea a r r a z o i tzen

bat,sodio-atorno

pisu-proportzio

definitu

batez elkar-

konstante

batetan

gertatuko da beti .Adibidez:

O klorurozko sodiozko snd/gztp S.atono 8 atomo 5 atono 3 atono 1.2.-Irudia: L o r t z e n den g a t z k a n t i t a t e e n kopurua ez da s u b s t a n t z i e r r e a k t i b o e n soberakinen menpekoa. P r o p o r t z i o a n i z k o i t z e n legea e r e e s p l i k a t z e n d u :

O

Oxigeno

Kobre(1i)oxidoa

O 1.3.-Irudia:

Oxigeno atomo batek b i kobre eman d i t z a k e , b a t edo b i kobrezko atomoekin e l k a r t z e n den arabera.

Oxigeno-atorno

bat,kobre-atorno

batez elkartzean kobre( l l )oxidoa

l o r t z e n d a e t a oxigeno-atorno b a t e k i n b i atomo k o b r e e l k a r t z e a n k o b r e ( l ) oxidoa.

elkartu

Argi

eta

edo

konbinatu

garbi

ikusten diren

d a oxigeno-masa kobre-masa

berdinekin(atom0 b a t )

ezberdinen

erlazioa,erlazio

s i n p l e b a t dela:$

1.7.-

KONB lNATUTAKO BOLUMENEN LEGEA EDO GAY-LUSSAC-en

O r a i n a r t e k o legeak, lege . a z t e r t u a k

ziren,hau

LEGEA

da,erreakzio

kirni-

k o e t a n p a r t e h a r t z e n d u t e n s u b s t a n t z i e n p i s u a r i dagozkie.Ondorengo

hau,

b e r r i z , lege bolurnetri koa da.Gay-Lussac-ek

1808.urtean

honela proposatu

zuen :

"Erreakzio osoen

bolumenak

k i m i k o b a t e a n p a r t e h a r t z e n d u t e n s u b s t a n t z i a gase-

baldintza

berdinetan

neurtuta,zenbaki

osozko

erlazio

s i n p l e a betetzen dute".

1 .8.-

AVOGADRO-re&LEGEA

Gay-Lussac-en

legea, Dal ton-en

teoriarentzat oztopo b a t i z a n zen

Gay-Lussac-en

legea e g i a bazen, bolumen b e r d i n e t a n atorno-kopuru

zegoen. Honela

hidrogenc-bc l urnen batek ( h idrogenozko n

men b e r d i n

atomo)

berdina

k loro-

b a t e k i n ( k l o r o z k o n atorno) erreakzionatzen zuenean ,nola

tzen z i r e n 2 bolurnen(hidrogeno k lorurozko 2n "atorno")

~azirudien,atornoak/lerdibitu e g i t e n

zirela

bol^ lor-

hidrogeno k l o r u r o ?

eta

hau

Dalton-en

t e o r i a r e n k o n t r a zihoan.

Kontraesan

hau

sol uzionatzeko, Avogrado-k

hipotesi

bat

egi n

z u e n ( g a u r egun legea):

berdina

"Gas-bolumen

b a t e a n dauden molekulen k o p u r u a gas guztientzat

da, n e u r k e t a k

presio eta

Avogadro-ren

hipotesiak,gas

t e n p e r a t u r - b a l d i n t z a b e r d i n e t a n egi ten

b a d i ra".

elernentalen rnc.lekulak

d i r e l a a d i e r a z t e n du. Honela Gay-Lussac-en

eta Dal ton-en

kontraesana desagertu egi ten d a ( i k u s i r u d i a )

H i drogeno

diatomikoak

teoriaren arteko

. hidrogeno kloruroa

Gay Lussac-en experientzia

Dalton-en t e o r i a r e n r a b e r a ezinazkoa

Avogadro-ren hipotesiaren bidez

1.4.-Irudia:

Hidrogeno e t a k l o r o gas elementalen molekulak diatomikoak i z a n behar dute.

1.9;-

MASA ATOMIKOA ETA MASA MOLEKULARRA

Dalton-en atomo

ezberd'inek

gero,oso beharra c12-ren

zenbaki

teoriaren masa

arabera,atomo

ezberdina

txikiak

lortuko

bakoitzak

d u t e .Masa

b e r e masa d u e t a

hauek

genituzke.Honela

gramotan beste

adieraziz

eskala

baten

i k u s i zen e t a beste e s k a l a b a t p r o p o s a t u zen. Unitate bezala 1 masaren aa h a r t u zen. Uni t a t e h o n i masa atomiko u n i t a t e a d e i tzen

Konposatuetan ez d a masa atomikoz h i t z e g i t e n e t a b a i masa mol e k u l a r r e t a z .Masa m o l e k u l a r r a k o l e k u l a h o r i osatzer d u t e n atomoen masa atomikoen b a t u r a da.Honela,uraren ( H 2 0 ) masa m o l e k u l a r r a honela k a l k u l a daiteke:

1.10.-

FORMULAK

Atomoak

adierazteko

sinboloak

e r a b i ltzen

dira

eta

molekulak

adierazteko formulak. Formulak b i gauza adierazten dizkigu:

1.-

Z e i n atomok osatzen d u t e n m o l e k u l a h o r i .

2.-

Zer p r o p o r t z i o t a n osatzen d u t e n atomo h o r i e k m o l e k u l a h o r i

B i formula-mota

desberdin erabiltzen d i r a kimikan:formula

.

enpi-

r i k o a eta formula molekularra.

F o r m u l a e n p i r i k o a k m o l e k u l a h o r i osatzen d u t e n atomoen a r t e k o e r l a z i o r i k sinpleena adierazten digu.

F o r m u l a m o l e k u l a r r a k m o l e k u l a h o r i osatzen d u t e n atomo-kopurua adierazten digu.

Adibidez:

u r o x i g e n a t u a r e n f o r m u l a e n p i r i k o a HO d a , e t a formu-

i o l e k u l a r r a H202.

.- ATOMO-GRAMOA

ETA MOLEKULA-GRAMOA

E r r e a k z i o k i m i k o e t a n p a r t e h a r t z e n d u t e n u n i t a t e k i m i k o a k ato-

moak d i r a ,elementuen k a s u a n ,eta m o l e k u l a k konposatuen k a s u a n .

Atomoa kantitate,beste kimikan

eta

molekula

masa-kantitate

atomo-gramoa

pisatu

ezinezkoak

direnez,kimikan

beste

b a t z u r e k i n l a n e g i t e a hobea d i r u d i . H o n e l a

eta

molekula-gramoa

erabiltzen

dira,kantitate

hauek oso aproposak g e r t a t z e n b a i t d i r a .

Honela,elementu

b a t e n atomo~@amoa,elementu honen masa atomi-

k o a r e k i n b a t d a t o r r e n %amo-kant i t a t e a d a . Honela o x i g e n o a r e n masa atomikoa

16 m.a.u.

denez,oxigenozko

atomo-gramo

b a t oxigenozko 16 gramc

izango d i r a

Kromoaren masa atomi k o a 52 m .a. u. b a t 52 g

denez, kromozko atomo-gramo

kromo d a .

,

Esa b e r e a n k o n p o s a t u b a t e n molekula-gramoa edo mola konposati. honen masa m o l e k u l a r r a r e k i n b a t d a t o r r e n g r a m o - k a n t i t a t e a

Honela ,oxigeno-m01 bat 9 8 g

1.12.-

32

lkusi substantzia

den

bezala,bi

s u l f u r i ko-mol

s u b s t a n t z i en molen

arteko

erlazioa

eta

da:

L

bat

--

44

-

H O-ren masa m o l e k u l a r r a 2

Hemendik,konklusio mol

edo

atomo-gramo

S

18 9

CO - r e n masa m o l e k u l a r r a 2

-

= 2,4

44 m.a.u = 2,4

18 m.a.u

b a t e t a r a i r i t s d a i t e k e : Edozein

substantzia

b a t e t a n ,molekula-kopurua ( m o l a r e n

atoiro-kopurua(atomo-gramoaren

6,023.1

d a .Azido

h a u e n molekulen masa m o l e k u l a r r e n a r t e k o e r l a z i o a b e r d i n a

H20 m01 b a t

edo

oxigeno

ZENBAK l A

C0,mol

baten

g

H2S04 d a .

AVOGADRO-ren

da.Hau

bat

da.

kasuan)berdina

da

kasuan)

beti.Kopuru

hau

d a e t a zenbak i h o n i AVOGADRO-ren z e n b a k i a esaten zaio. Bgaz :

"Edozein

substantzia baten rnol b a t e t a n 6,023.10~~ rnolekula da-

gol'. "Edozein substantzia b a t e n atorno-gramo

b a t e t a n 6,023.10~~atomo

dago".

1

:3 . -

GAUR EGUNGO MOL-KONTZEPTUA

Gaur egun rnola beste e r a b a t e t a r a def i n i t z e n da;honela a l e g i a :

"Mol

bat,Avogadrbren

zenbakia

adinbat

partikula

duen subs-

t a n t z i k a n t i t a t e a da".

Beraz ,atorno-rnol

batetaz

edo

rnolekula-rnol

batetaz

edo

ioi-rnol

batetaz h i tzegin daiteke.

Mol b a t atorn0,6,023.10~~atorno duen substantzi-kantitatea Beraz atorno-grarnoa

da.

da.

Mol b a t r n o l e k u l a , 6 , 0 2 3 . 1 0 ~ ~rnalekula duen substantzi-kanti tatea da.Beraz,rnolekula-grarnoa

Hau da,gaur

da.

egungo rnol-kontzeptu

honen atomo-gramo eta rnole-

kula-grarnoaren kontzeptuak barnean d i tu.

1.14.-

GASEN BOLUMEN MOLARRA

Substantzia

baten bolurnen rnolarra,izenak

dion bezala,substan-

t z i a horren rnol batek betetzen duen bolurnena da.

Esperirnentu asko e g i n ondoren,gauza k o datuetan:edozein sioan,

22,4

b i t x i a ikusten'da lortuta-

gas baten rnol batek,O0C-tan

eta 1 atmosferako pre-

I í t r o betetzen du. (Ez d a e r a b a t zehatza) .Zergai t i k gertatzen

ote d a hau?.

Expl ikazioa molekula-kopuru

erraza

d a .Edozein

b e r d i n eta k o n k r e t u b a t

substantzia

baten

mol

batetan

b a l d i n badago eta Avogadro-k

dioenezgdozein gas baten mc~lekula-kopuru b e r d i n a k bolumen b e r d i n a betetzen b a d u ( b a 1 d i n t z a berdinetan),zera

g e r t a t u k o da:

"Edozein substantzia gaseosoren mol batek bolumen b e r d i n a be-

zen

. 1-1.TAULA:

Kloro konposatuak ondoko hauek d i r a : A=HCl, B=CHC13, C=CC14, D=C102, E=C12'

Kloro-

Konposatu-no b a t e k duen kloro-pisua

Konposatu-molekula b a t e k duen kloro-atomoe kopurua

-,35.5

35.5135.5 = 1 1 07135.5 r 3 142135.5 = 4 35,5/35,5 = 1 70,9135,5 r 2

92.20 70,9

1.16.2.-

DULONG e t a PET IT-en Esperimentu asko

legea

egin

ondoren,bi

zientzigizon

hauek,elementu

,

solidoentzat lege h a u a u r k i t u zuten: Elernentu b a t e n masa atomikoaren e t a bero espezifikoaren a r t e k o b i d e r k a d u r a 6,3

rela.

Hau da:

A.Ce

= 6,3

Lege h a u ez d a erabat zehatza.Metodo f i k o a ezagutuz,elernentu

honen bidez,bero

espezi-

solido baten masa atomikoa ezagutu daiteke gu-

t x i gora behera.

1.16.3.-

B a l i o k i d e a r e n metodoa

Bal i o k i d e a

eta

masa

atornikoaren

arteko

erlazioa

h a u da:

A = v.Eq v,

elernentuaren b a l e n t z i a d e l a r i k . Beraz, masa atomikoa b a l i o k i d e a r e n rnul t i p l o osoa da. Metodo

hau,baIiokidea

ezagutuz,rnasa

atornikoa

kalkulatzeko

e r a b i ltzen da. Hasieran Petit-en

elementu

baten

baliokidea

aurkitzen

da,Dulong

eta

legearen bidez masa atornikoa ezagu-tu daiteke g u t x i gora behera. Masa atorniko h a u ezagutuz,nahiz

eta zehatza ez izan,balentzia

ezagutu daiteke.Balentzia

ezagutuz eta

b a i t a ere baliokidea,bien bider-

kadurak benetako masa atornikoa emango digu.

1.16.4.-

Masa-espektrografoaren metodoa Aparat u honen bidez ,elementuen

masa atomi koak ezagutu d a i tez-

ke.Metodo h a u erabat fisikoa eta zehatza d a .

AR l KETAK

1.1

.- Arrazoi

itzazu

14 g

ondorengo

esanak

ondo

dauden

a l a ez adieraziz:

n i trogenotan eta ondorengo k a n t i t a t e hauetan rnolekula-kopi

r u b e r d i n a dago:

1.2.-

a ) 14 g

oxigenotan

b ) 44 g

C02 - t a n

c ) 32 g

S-tan

Arrazoi

ezazu ondorengo k a n t i t a t e hauetatik,non

dagoen atomo-ko-

p u r u r i k handiena. a ) 0,5

mol SO2

b ) 14 g

nitrogeno

c ) 67,2 l i t r o helio(B.N.tan)

d) 4 g

1.3.-

hidrogenotan

Arrazoi ezazu ondorengo e s a l d i a k ondo dauden a l a ez: a ) A eta B elementuen b i masa b e r d i n a k ditugu.Bietan

atomo-kopuru

b e r d i n a dago. b ) Codiozko 23 gramotan eta

oxigenozko

16 grarnotan atomo-kopuru

b e r d i n a dago.

1.4.-

A u r k i t u zenbateko atomo-mol

k o p u r u a dagoen:

a ) hidrogenozko mol b a t e t a n 20 b ) Co-ko 6,023.10 molekulatan c ) Oxigenozko 15 gramotan

d ) KOH-ko m01 b a t e t a n

1.5.-

Zenbat

COZ-zko

mol dago 5 gramotan? K a n t i t a t e berean zenbat C02

-zko molekula,C atomo eta O atorno daude?. 1.6.-

A u r k i t u S,O e t a Na elementuen p o r t z e n t a i a Na2S04 konposatuan.

1.7.-

Aurkitu

1.8.-

Konposatu batean,elementu O

%

Mn,O e t a K elementuen p o r t z e n t a i a KMn04 konposatuan.

64,86 e t a L i

b a k o i t z a r e n p o r t z e n t a i a h a u da:C

% 19,Sl.Aurkitu

%16,21

konposatu honen formula rnolekula-

rra,konposatuaren masa m o l e k u l a r r a 87 bada.

1.9.-

Konposatu

batean,eIementuen

portzentaia

hau

da:

CI

%

81,6

0% t 8 ,&Aurki t u konposatu honen formula molekularra,bere

masa

m o l e k u l a r r a 87 bada. 1 .lo.-

K o b r e ( l l ) s u l f a t o batek %36,07

du u r kristaldua.Aurkitu

bere for-

mula

1.11

.- Aurk i t u a)

ondorengo substantzien b a l iokide-gramoa:

azido fosforikoa,

b ) E s t a i n u ( I V ) h i d r o x i d o a , c ) b a r i o karbonatoa

d ) burdin(1 1)nitritoa.

1.12.-

Zein

du

bolumen(cmJ-tan)betetzen

molekula batek

C02

baldintza

normaletan?.

1.13.-

Zenbat molekula NO2 daude gas honen cm3 batetan b a l d i n t z a normaletan?.

1.14.-

Zenbat molekula daude: a ) l i t r o bat uretan(d=l) b ) N2 l i t r o batetan(ba1dintza normaletan)

1.15.-

Gas baten zenbat

mol egongo

dira

2 litrotan,30°C-tan

eta 7 mm

Hg-ko presi ban?.

1.16.-

Zenbat

pisatzen dute SO -zko 5 l i t r o k 120°C eta 3 atmosferako

g.

presi gan?

.

1.17.-

A u r k i t u SO

1.18.-

Gas baten a i r e a r e k i k o dentsitatea

2

-r e n

a i r e a r e k i k o dentsitatea.

1,17

da.Gas

honen dentsitatea

aurkitu.

1.19.-

Zer

tenperaturatan

atmosferako

egon

presioan

behar 10

litro

dute

gas

baten 67,2

betetzeko?(67,2

itro

l i t r o k , l2,3 baldintza

normaletan)

1.20.-

Gas baten 6 litrotan,710 egongo d i r a ? .

rnrn Hg eta 43OC-tan

neur uta,zenbat

mol

1.21.-

Metal baten 2 gramo azido s u l f u r i k o t a n disolbatuz,800 cm3 H lor2 tzen d i r a ( b a l d i n t z a normaletan).Metal honen k a n t i t a t e b e r d i n a k ( 2 gramo) 2,268

kobre erreduzi tzen d u .Aurk i ezazu kobrearen ba-

g

l iok ide gramoa gatz honetan.

1.22.-

Metalezko oxido baten 1,542 natzean,2,444

g: k l o r u r o lortzen da.Aurki t u metalaren b a l iokide-

grarnoa ,k loroarena 35,5 g 1.23.-

gramok a z i d o k l o r h i d r i k o z erreakzio-

Oxidazio-elementu

bada.

baten 0,48

gramok

1,76 g

oxido ernaten dute.

A u r k i t u elementu hauen b a l iokide-gramoa. 1.24.-

Ondorengo d a t u h a u e k i n , a u r k i t u zilarrezko

26,97

g

,

e t a z i l a r r e z k o 2,34 g 1.25.-

iodoaren baliokide-gramoa:

oxigenozko

2 gramorekin

konbinatzen

iodozko 2,75 grarnokin konbinatzen d i r a . C ; %13,5

Anestesi k o b a t e n elernentuen p o r t z e n t a i a hauxe da:a64,9 H ; %i1,6 Hg) 2,42

O .Anestesiko honen dm3 g

dira

pisatzen d u . A u r k i t u

batek (100° C-tan e t a 760 rnm

konposatu honen formula rnoleku-

larra. 1.26.-

Osmio elementuak f l u o r u r o ezberdinak ematen d i t u ( d e n a k gasak). Hauetako batek 11,82 da.

%

44,12 F l u o r d u e t a bere a i r e a r e k i k o dentsitatea

Aurkitu:

a ) Bere rnasd rnolekularra,

b ) Bere formula rnolekularra,C) Osmio-

a r e n b a l e n t z i a , d ) bere b a l iokide-gramoa. 1.27.-

Amoniakoaren dentsitatea 180°C-tan

eta 746 mm Hg

0 , I g /e

da.

A u r k i t u bere masa molekularra. 1,28.-

Hidrokarburo eta H gr/litro

baten elementuen

portzentaia

hauxe

da:

C %82,66

%17,34 e t a bere dentsitateak 30° C-tan eta 750 mm Hg 2,308 balio

du.Aurkitu

hidrokarburo

hauen masa

molekularra

e t a bere formula m o l e k u l a r r a . 1.29.-

Substantzia b a t C,H et 0-z osatua dago.~obre(ll)oxidoarekin berotzean karbonoa oxidatzen da. CO nez.Substantzia gr

honen

gramo

H 2 0 lortzen da.Substantzia

emanez eta hidrogenoa u r a ema2 b a t e k i n 0,9776 g COZ e t a 0,2001 honen masa m o l e k ~ l a r r a 90 b a d a

( g u t x i gora behera ) a u r k i ezazu substantzia honen formula mole-

kularra.

1.30.-

KClO

- r e n deskonposaketaren b i d e z 10 l i t r o oxigeno l o r t u n a h i 3 da(l6OC-tan e t a 730 rnm Hg p r e s i ~ a n ) . A u r k i t u zenbat KC103 b e h a r d u g u n b e r e p u r u t a s u n a %96,4 b a d a .

1.31

.- K a l t z i o k a r b o n a t o a a)

berotuz,C02

e t a CaO l o r t z e n d a .

l d a t z i erreakzioa eta doitu.

b ) 200 k g

CaO lortzeko,zenbat

kg

karbonato behar dugu erreak-

z i o a r e n e t e k i n a %40 b a d a .

1.32.-

8,257

g

Cd b e r o t z e r a k o a n o x i g e n o t a n 9,432

Kadrnioaren b e r o espezif i k o a 0,055 c a l / g

g

o x i d o l o r t z e n da.

bada,zein

d a kadrnioaren

r i a s a atornikoa?

1.33.-

Kobrearen b e r o espezif i k o a 0,0912 c a l / g %11,l83

oxigeno

du.Aurki t u

. d a . Kcbrezko

k o b r e a r e n masa

atomiko

oxido batek zehatza e t a

k o b r e a r e n b a l e n t z i a o x i d o honetan.

1.34.-

Merkurio

oxido

baten

1,444

g

b e r o t u z ,oxigeno

guztia

askatzen

d a e t a o x i g e n o honek b a l d i n t z a norrnaletan 74,7 cm3 betetzen du. M e r k u r i o a r e n b e r o espezif i k o a 0,033 c a l / g a r e n masa storniko zehatza.

.bada , a u r k i t u rnerkurio-

2.- TAULA 2.1.

-

PERIODIKOA TAULA PER l OD 1 KOAREN DESKR l BAPENA

2.2.-

TAULA PERIODIKOAREN J U S T I F I K A Z I O A

2.3.-

PROP l ETATE PER l OD l KOAK

2.1.

-

TAULA PE,Rl OD l KOAREN DESKR l BAPENA

Elernentuen taula

bat

taula

da,portaera

periodikoa

elernentu

kirniko antzekoa

guztiak

biltzen

dituen

duten elernentuen taldeak

erraz

bereiz d a i t e z k e l a r i k .

2.1.TAULA: Elementuen t a u l a periodikoa IA

VlllA

Nola eratzen da t a u l a periodikoa?.Zertan o i n a r r i t z e n d a elernentuen ordenazioa?. l868.urtean keztu zutenetik ,proposamen ko

duguna,gaur

aldaketa

Meyer eta

Mendeleieff-ek

beren t a u l a a u r e r a b i l i-

desberdin eta u g a r i a k izan dira.C.uk

egun erabiliena,Moseley-k

i z a n b a d u ere.Taula

proposatu

zuena

d a zenbait

honetan elernentuak beren zenbaki

atorni-

koen a r a b e r a daude ordenatuak.

Antzeko propietateak d i t u z t e elernentuak zutabe berdinean daude eta

lltaldell

tuak

d e i t u r i k o a osatzen

horizonial

bakoitzeko elernen-

b a t eratzen dute.

Harnasei letraz ezker

dute.Lerro

izendatzen

talde dira

daude. Hauetariko eta

beste

zortzi

zortziak

B

beren zenbak iaz eta A

1etraz.A

eta e s k u i n a l d e k ~ a k , ~ ~ e l e r n e nat ud i e r a z g a r r i a k "

daude.8

taldeak

( V I I IB

taldekoak

hirukoteak

taldeak,taularen d e i t u r i k o z osatuak

,

d i r a ) taularen

erdialde-

koak,**trantsiziozko elementul* d e i t u r i k o z osatuak daude.

Periodoei

dagozkienez,guztiak(lehenengoa

ezik)

metal

alkalino

( IA) batez hasten d i r a eta gas n o b l e ( V l l lA ) batez bukatzen,azkenaurreko elementua halogeno bat(V1 I A ) delarik.Metalak dean daude e t a ez-rnetalak

eskubialdean

.

t a u l a r e n ezker eta e r d i a l -

Lehen periodoan b i elementu b a k a r r i k daude(H eta He).Bigarren eta h i r u g a r r e n periodotan ,zortzi .Laugarrenet ik a u r r e r a k o a k periodo luzeak dira.Laugarrenak

e t a bostgarrenak 18 n a elementu dituzte.Seigarrenak

32 d i t u eta z a z p i g a r r e n e t i k 19 ezagutzen d i r a g a u r egun.Seigarren doan 14 elementuko segida b a t t a u l a t i k

perio-

a t e r a b e h a r r a dagoela esan be-

h a r da, i z a n ere bere propietateegatik guztiek l a n t a n o a r e n ( L a ) lekua behar

lukete. Horregatik

tatzen aren

da

"elernentu

zazpigarren

l a n t a n i d o a k " esan ohi zaie.Berdina

periodoan

"elementu

aktinido"

l e k u berean egon behar lukete) .Lantanidoek

t r a n t s i z i o z k o elementu"

Enpirikoki aurkitutako

lege periodikoak

t i f i k o r i k ? Z e r g a t i k daude propietate antzekoak ak?, Zergati k

.

aurki tu

hauen erantzuna, Paul i-k

zen . P r i n t z i p i o

banatzen

d i r e n ondoriozta

kimikoak

azken

gehienbat

.

b a a l d u o i n a r r i zien-

d i t u z t e n elementuen talde-

e r a t u d a rrodu h o r r e t a n elementuen t a u l a p e r i o d i k o a dela-

Galdera nean

e t a a k t i n i d o e k "barne

izena hartzen dute.

TAULA PER l OD l KOAREN JUST l F l KAZ IOA

2.2.-

koa?

ger-

de¡ tutakoek i n (Ac-

energi

Orbitalak

2.1.Irudia:

horren

bidez

S

elektroiak

daiteke.Konkretuago:eIementu

mailako elektroien

1

bere p r i n t z i p i o a a g e r t u zue-

1

P

1

d

1

banaketaren

f

orbi taletan

nola

baten propietate menpekoak

1

ü r b i t a l deaberdinen energia e r l a t i b q a k

dira

Goazen protoi aren

ba

hidrogenotik

b a t ,ondorengo elernentuak konf i g u r a z i o elektronikoa

Horretarako banaketa

rnai l a

energetiko

kontutan

hartu

abiatuz gerta

eta

elektroi

bat

gehituz(eta

d a i tezen )azken rnai l a energet iko-

p e r i o d i k o k i e r r e p i katzen dela frogatzera. bakoitzeko

behar

orbi tal

desberdinen

da(2.l.irudia),elektroi

energien

bereizgarria

e n e r g i a t x i k i e n e k o o r b i t a l hutsean s a r t u k o b a i t d a ( 2 . 2 . i r u d i a ) .

2.2.Irudia:

Zergatik

daude

O r b i t a l a k betetzean e l e k t r o i e k j a r r a i t z e n duten ordenaren diagrama.

lehen

periodoan

bi

elernentu eta

b i g a r r e n eta

h i r u g a r r e n e a n zortzi?.

VA

VIA

VllA

VlllA

1s

2.3.Irudia:

Hidrogenoan,bere eta

helioan o r b i t a l

Lehen h i r u periodotako elementuen e g i t u r a elektronikoa. e l e k t r o j b a k a r r a 1s o r b i t a l e a n dago(2.3.irud).

h a u betetzen da.Hurrengo

elektroia

l i t i o a r e n kasua,

l i b r e dagoen e n e r g i a t x i k i e n e k o o r b i t a l e a n sartzen da:%-n.Bigarren

gas

nobleen(ne0nean)

hau

2s eta 2p o r b i t a l a k

beteak

3s eta 3p o r b i t a l e k i n e r r e p i k a t z e n da,hau

gelditzen dira.Prozesu

da,sodiotik

argoneraino.Biga-

r r e n eta

h i r u g a r r e n periodoak zortzi elementuz osatuak daude

S

orbital

b a t eta h i r u o r b i t a l p betetzen b a i t d i r a rnai l a bakoitzean.Bestetik,azken mailako

egitura

antzeko

propietateak

elektronikoak

h a u da,

taldeak.

Zergatik

dituzten

errepikatzean(adib: elementuak

fluorraren

(halogenoak)

s2 p5 )

agertzen

,

dira,

agertzen d i r a t r a n t s i z i o z k o segidak l a u g a r r e n periodo-

t i k a u r r e r a eta b a r n e trantsiziozkoak seigarrenetik aurrera?Nolatan d i t u 10 elernentu lehen segidetako bakoitzak eta 14 b i g a r r e n e k o bakoitzak?.

Ondoren,potasio da,zeren gia

eta

kaltzioan,4s

orbitaIa(2.4.irudia)betetzen

-d o r b i talen propietate berezi batzurengat i k - 3d o r b i talen ener-

baino

txikiagoa

bait

du.Irregu1artasun

z i n k e r a i n o 3d o r b i t a l a k betetzen d i r a , l O

batzurekin(l),eskantiotik

elementuz osatutako lehen t r a n -

tsiziozko segida eratuz,d o r b i talen k o p u r u a bostekoa b a i t da.

2.4.Irudia:

Laugarren periodoko elementuen azaleko e g i t u r a elektronikoa

(1) Erdibetetako d o r b i t a l a k ematen duten egonkortasuna handiagotzeagatik gertatzen dira.

Beraz,trantsiziozko (bi

e l e k t r o i ) ,elektroi

elernentuek

bereizgarria

azaleko

egitura(2)berdina

azkenaurreko

energi

rnai l a n

dute

sartuko

b a i t d a eta ondorio bezala elementu hauen propietateak antzekoak izango dira.Behin periodoa rren

3d o r b i t a l a k ixten

betez

gero 4p o r b i t a l a k osatzen d i r a , l a u g a r r e n

duen gas noblea ( K r i p t o n a l e r a b a t

periodoan

laugarrenean

ikusitako

beterik

gorabehera

geldi tuz.Bostga-

berdinak

gertatzen

dira.

Seigarren eta zazpigarren periodotan gertaera desberdinak tzen

zaizkigu;2.1

eta

2.2

i r u d i e t a k o diagramak

ikusita uler

ager-

daitezke.

Seigarren periodoa 6s o r b i t a l a betez hasten da b a i n a n o r a i n d i k 4f o r b i talak

hutsik

lutezioraino,l4

gelditzen

dira.Hauek

elementuz

tsiziozko segida eratuz.Aipatzekoa sartzean,barne egi t u r a

trantsiziozko

elektronikoa

lantanoz

gero betetzen

osatutako(f orbitalak

dira,zeriotik

dira)barne tran-

d a e l e k t r o i b e r e i z g a r r i a 4f o r b i talean

elementu

berdina

7 bait

izango

guztiek

bi

azken

dutenez,propietate

energi ia

rnailen

berdinak

agertzea.

2.5.Irudia:

2.5.irudian

Elementuen multzotan banatutako t a u l a periodikoa,orbit a l e n okupazio-ordenaren arabera.

taula

periodikoaren

eskema

bat

ernaten

da,s,p,d

eta f o r b i t a l a k zein elernentutan betetzen doazen azpirnarratzeko rnul tzotan banatuz.Atornoen

e g i t u r a elektronikoa 2.2.taulan

i k u s dezakegu.

(2) Energia a l d e t i k 3d 4s bainan mkleoarekiko d i s t a n t z i a a l d e t i k 3d tetzen da.Horregatik,azaleko e g i t u r a 4 s - r i dagokiona da.

4s be-

2.2.a

TAULA: Elementuen atomoen elektroi-banaketa

2.2.b

TAULA: Elementuen atomoen elektroi-banaketa

2.3.-

PROPIETATE PERIODIKOAK

Elementuen

aktibitate

kirnikoarekin

zerikusi

handia

duten

lau

propietate periodiko aztertuko ditugu.

a ) E r r a d i o atomikoa ( 3 ) Erradio Atornct

atornikoa

loturen

luzerak

neurtuz

determinatzen

dira.

k o n k r e t u b a t d u t e n m o l e k u l a d e s b e r d i n e n d a t u e n batezbesteko b a -

l i o a hartzen da.Talde da,goi t i k

batetan,erradio

behera) ,elektroiz

atomikoa

2-rekin

b e t e t a k o mai la-kopur'ua

hazten

da(hau

p i x k a n a k a handiago-

tzen d o a l a k o ( 2 . 3 . t a u l a ) .

2.3.TAULA:

Elementu a l k a l i n o e n e r r a d i o atomikoa e t a ionizazio-energia

Elementua

2.03

B i g a r r e n ionizazio-energia

2.6.Irudia:

4,3

dexente h a n d i a g o a d a b e t i .

B i g a r r e n ' e t a h i r u g g r r e n periodotako elementuen e r r a d i o atomikoak(Pr)

(3) Atomoaren e r r a d i o kobalentea da k o n k r e t u k i

Erregela da,eskubi troi

orokor

aldera joatean)

rnai l a

berdina

bezala,periodo

batetan

Z

handiagotzean(hau

e r r a d i o a t x i k i a g o t u e g i ten da.Hau

delako gertatzen

a z k e n elek-

d a ( g e r o z e t a beteago b a d a g o e r e )

,

b a i n a n k a r g a n u k l e a r r a h a n d i a g o t z e n doa e t a b e r a z azken e l e k t r o i e k i k o erakarpen-indarra

e r e b a i ,periodoan

zehar kontrakzio b a t eraginaz(2.6.

irudia).

b ) lonizazio-energia

Gas

(4)

egoeran

dagoen

atorno

isolatuari

elektroi

kanpokoena ken-

tzeko b e h a r den e n e r g i a d a .

Zenbat zio-energia

eta

errazago

i z a n e l e k t r o i a kentzea o r d u a n e t a

ioniza-

t x i k i a g o a i z a n g o d u elernentuak.

Prozesu honen b i d e z i o i p o s i t i b o edo k a t i o i b a t e r a t u k o d a .

atorno + ~ i - i o i '

+

e-

(Ei = ionizazio-energia)

T a l d e b a t e t a n Z h a n d i a g o t z e a n ( h a u da,goi t i k b e h e r a ) i o n i z a z i o -energia

t x i k i a g o t u e g i t e n d a zeren,azken

elektroiak

nukleotik urrunago

e g o t e a n ( e r r a d i 0 atornikoa geroz e t a h a n d i a g o a d a ) e r a k a r p e n - i n d a r a h u l a goa s e n t i t z e n b a i t d u t e ( 2 . 3 . t a u l a ) .

Periodo b a t e t a n nuklear

Z-rekin

handiagotzen

h a z k o r r a g a t i k ( 2 . 4 . t a u l a ) .Hala

da(eskubi

aldera) karga

ere, i r r e g u l a r t a s u n

agertzen d i r a azpirnai l a e r d i b e t e a k egonkcrragoak b a i t d i r a ( a d i b ,

Atomo erradioa

atorno

bati

elektroi

neutroarena

bat

kentzean eratzen

baino

txikiagoa

azken r n a i l a e l e k t r o n i k o a g a l t z e n delako.Dena troia irtetzean,gelditzen

txiki

edo beteak d i tuzten atornoetan 2 3 N: 1s' 2s p ) . Be:ls 2s eta

den

batzuk hauek

ioi

positiboaren

da(2.7.irudia)

gehienetan

dela,azken

r n a i l e t a t i k elek-

d i r e n elektroiek beren distantzia t x i k i a g o t u egin

dezakete e t a bolumenaren k o n t r a k z i o a g e r t a t z e n d a .

( 4 ) S a r r i t a n i o n i z a z i o - p o t e n t z i a l a d e i t u o h i z a i o . I o n i z a z i o energia eV-tan ( e n e r g i a u n i t a t e a ) neurtzen da e t a i o n i z a z i o - p o t e n t z i a l a voltatan(V1.

2.4.TAULA: Lehen eta bigarren periodotako elementuen ionizazio-energiak Elenentua

1.* €,(N)

'

Be

2.7.Irudia:

Laburtuz,zenbat orduan eta

5.4 9.3

Li eta ~ i espezieen + erradioen konparaketa

eta

ionizazio-energia txikiagoa izan atornoak,

joera gehiago izango duela ioi posi t iboak emateko baiezta

dezakegu;hau da,elektropositiboagoa izango dela .Horrela,ionizazio-energia txikienak metalei dagozkienez,ioi positiboak emateko erraztasun handiena duten elernentuak izango dira. c) Afinitate elektronikoa

Atorno batek

elektroi

bat

bereganatzean askatzen den energia

atornoa

+

e-

-

i o i - + Eaf(Eaf=afinitate elektronikoa)

Joera hau kanpoko mai l a i a betea duten atornotan (ez-metaletan) ageri da.

Afinitate tatea

elektronikoa,ionizazio-energiaren

da,neurri batean .Periodo

erregela orokor bezala ,eta dera)handiagotzen

batetan

eskubi

alderantzizko propie-

aldera

handiagotzen da,

talde batetan erradioa t x i kiagotzean(gora a l -

da, honela

nukleoaren erakarpen-indarra

gehiago na-

barrnentzen delako(2.5. t a u l a )

2.5.TAULA: Halogenoen a f i n i t a t e elektronikoak Eleientua

Afinitate Elektronikoa (eV) 3,45*

Br

'Arau

3.36

gabeko b a l io honen arrazoia f l u o r r a r e n azken rrai l a elek-

tronikoaren ( b i g a r r e n

bolurnena)bol urnen

txikia

da .Sartzen

den

elektroia

besteak a l d a r a t u egiten b a i t dute.

Atorno batek elektroia aren den

bolurnena,atorno elektroia

lehen

bereganatzean eratzen den ioi negatibo-

neutroarena baino handiagoa, da beti ,zeren sartzen zeudenen

aldarapen-indarraren

rnenpean b a i t

dago

eta honek atornoaren bolurnen handitzea b a i t dakar.

d ) Elektronegatibitatea

Elektronegatibi tateak ,atorno batek beste batekin elkartzean konp a r t i tzen

duen

elektroi-parearengan

duen

erakarpen-rnai la(eta, beraz,

elektroien desplazarnendua) neurtzen du.

Lotura hestua du aurreko propietateekin.Horrela,afinitate elektroniko eta ionizazio-energia

handia dituen atornoak elektronegatibitatea-

ren

balio

handia

du.Paul ing-ek ,atomo

batek

besteekin

energiak k o n t u t a n harturik,elektronegatibitate-eskala Eskala

honetan elementuen elektronegatibitate-balioa

duen

loturen

b a t proposatu zuen O-tik

4-ra

bitarte-

da.Periodo

batetan

koa zen.

Elektronegatibitatea

periodikoki

aldatzen

eskubi a l d e r a handiagotzen d a e t a talde b a t e t a n gora aldera(2.6.taula).

2.6.TAULA: Elementu adierazgarrien elektronegatibitateak

Metalek

elektronegatibitate

txikienak

dituzte

eta

ez-metalek

J

handienak .Lehenengoei

elementu

elektropositibo

d e r i t z a i e eta b i g a r r e n e i

elementu elektronegatibo.

Elektronegatibitatea izaera metal ikoaren

den neurria.Elementua t a l ikoagoa

da

elementu

batek

beste

batekiko

duen

(edo ez-meta 1 ikoaren ) ma i l a konparatzeko e r a b i 1 tzen zenbat eta elektronegatiboagoa orduan eta ez-me-

izango d a e t a alderantziz.Honela,f l u o r r a d a elementurik

e z ~

-metal ikoena eta zesioa ,metal ikoena(5)

( 5 ) Berez F r da, bainan erradiaktiboa e t a erraz deskonposatzen dena izatean, alde batera u t z i k o dugu.

AR l KETAK

2.1.-

Ondorengo elementuetatik:F,K,He,C,Mg,zeini

d a g o k i o ionizazio-ener-

g i a r i k txikiena?.

2.2.-

l d a t z ezazu ondorengo i o i e i d a g o z k i e n e g i t u r a elektronikoak:O=,Na+ ~

g

~

+

2.3.-

Z e r g a t i k i o n i z a t z e n d i r a e r r a z metal a l k a l i n o a k ?

2.4.-

B o s t g a r r e n p e r i o d o a n 18 elementu d a u d e . Z e r g a t i k ?

2.5.-

H, He e t a ~

+

Nolakoak

h a n d i e n a e t a b ) ionizazio-

izangc d i r a ( h a n d i a k / t x i k i a k )

g a s nobleen ionizazio-ener-.

i z a n g o duen:

a)

handiena.

g i a eta a f i n i t a t e elektronikoak?Arrazoitu 2.7.-

ezazu h i r u e t a -

erradiorik

t i k zeinek -energiarik

2.6.-

i espeziek ~ + e l e k t r o i b a n a dute.Adieraz

zure erantzuna.

Ondorengo k o n f i g u r a z i o a k emanez: 2 2 2 a ) 1s 2s p 2 1 b ) 1s 2s 2 2 6 2 3 c ) 1s 2 s p 3 s p

1) E s a n ezazu elernentu hauek t r a n t s i z i o z k o edo b a r n e t r a n t s i z i o z k o elernentuak d i r e n .

2 ) A d i e r a z ezazu z e i n p e r i o d o t a k o a k d i r e n . 3)

"Adierazgarriak"

direnetan,esan

ezazu zer

elementu

d i r e n eta

zein taldetakoak.

2.8.-

Barne

trantsiziozko

segida

bakoitzak

14

elernentu

ditu:zergatik?

Zein d a beren propietate kimikoak i a berdinak izatearen arrazoia?

2.9.-

Ordena

i tzazu

ondorengo elementuak

af ¡ni tate elektronikoarekiko:

2.10.-

Konpara i tzazu beren lotura-luzeren arabera ondorengo molekulak :

Te,CI ,Fe,S

HF,HCI,HBr,HI.

3. - ATOMOEN EGITURA ELEKTR IKOA, B I L A K A B I D E H ISTOR IKOA 3.1

.- SARRERA

3.2.-

lZ B 1

KATOD I KOAK.ELEKTROIA.THOMS0N-EN

ATOM I KOA 3.3.-

EREDU

.

ERRAD IOAKT I B 1TATEA.RUTHERFORD-EN

EREDUA.NU-

KLEOA. 3.4.3.5.-

ESPEKTRO ATOMIKOAK.EFEKTU

FOTOELEKTRI KOA.

BOHR-EN EREDUA.SOMMERFELD

E T A ZEEMAN-EN

ZU-

ZENKETAK. 3.6.-

UHIN-GORPUZKULU BIKOIZTASUNAREN P R I N T Z I P I O A . ZIHURGABETASUNAREN P R I N T Z I P I O A .

3.8.-

KONF I GURAZ I O ELEKTRON I KOA.

Avogadro-ren osatzen

duen

hipotesiarekin

Dal ton-en

batera

teoria

t e o r i a etorni k o a ,oso

atorniko

egok i a a g e r t u

rnolekularra

zen e r r e a k z i o

k i r n i k o a k a z t e r t z e r a k o a n l o r t u z i r e n lege estekiornetrikoak azaltzeko.

H a l a e t a g u z t i z ere, l a s t e r h a s i z i r e n t e o r i a honen zenbai t postulatu

zalantzan

j a r t z e n , batez

ere, atornoen

zatiezintasunari

buruzkoa eta

elernentu b a k o i t z a r e n e z a u g a r r i n a g u s i a b e r e masan f i n k a t z e n zuena.

Faraday-k

1830.urtearen

inguruan elektrolisiari buruz egin zituen

experirnentuetan a g e r t z e n zenez,atornoak bezain

sinple

kirniko b a t

eta

zatiezinak

sortzeak

zera

ez z i r e l a Dal ton-ek suposatu zuen

i k u s i zuen.Korronte

elektrikoak aldakuntza

a d i e r a z i nahi' zuen:materia

eta elektrizitatea-

r e n a r t e a n e r l a z i o r e n b a t bazegoela , a I e g i a ;edo beste e r a b a t e r a esateko, atomoek i z a e r a e l e k t r i k o z k o e g i t u r a i z a n b e h a r z u t e l a .

'

Zenbait

u r t e b e r a n d u a g o a u r k i t u zen elernentuen t a u l a p e r i o d i k o a

ere, atornoaren k o n p l e x u t a s u n a r e n a l d e r a l e r r a t z e n zen. I z a n ere,atornoaren ezaugarri

nagusiena,DaIton-ek

antzerakoa

duten

zioenez,bere

elementuek ( t a u l a n

elkarren

pisua

bazen,pisu

ondoan

daudenak

atorniko

,b e r a z )

a n t z e r a k o p r o p i e t a t e a k i z a n b e h a r k o lituzkete.Nola

a z a l zitekeen

halogeno(oso

n o b l e b a t ( e r a b a t gel-

o x i d a t z a i l e a ) b a k o i t z a r e n ondoan

doa)aurkitzea,eta

orduan

honen ondoan metal a l k a l i n o b a t (oso e r r e d u k t o r e a ) ? .

Elernentuen edukiko

gas

propietateen errepikatze periodiko horrek azalpen bat

luke,atornoa

horren

sinplea

ez

dela

suposatuz e t a

periodikoki

e r r e p i k a t z e n dena b e r e e g i t u r a d e l a o n a r t u k o bagenu.

Edonola ere,XIX

rnendearen a z k e n a l d e r a a r t e ez zen f r o g a t u ato-

moa z a t i g a r r i a e t a i z a e r a e l e k t r i k o d u n a z e n i k .

3.2.1

.- l z p i

katodikoak

Huts-hodi tuen b e i r a z k o

b a t generadore b a t i k o n e k t a d a k i z k i o k e e n p l a k a b i d i h o d i b a t b e s t e r i k ez d a .

Huts-ponpara

I z p i katodikoen hodia I z p i katodikoen (anodora zuzenduak) e t a i z p i positiboen (katodora zuzenduak) eroakzioa, deskarga-hodi batean.

3.1.-Irudia:

Bere b a r r u r a gas b a t sartzen bada,nahiz tzial-diferentzia tetan (p

<

h a n d i a izan,ez

isolatzaile 0,01

ia

atm.)voltaia

d a ezer gertatzen,gasak

perfektuak

bait

baldintza arruc

dira.Baina,hutsa

egiten

badugu

h a n d i a mantenduz gasa e l e k t r i z i t a t e a eroaten has-

ten da eta, b i d e batez,argia hainbeste e r a b i l t z e n

eta a p l i k a t u r i k o poten-

diren

igortzen .Hori besterik ez d i r a ,adibidez,orain hodi f1uoreszenteak.Argiaren

kolorea b a r r u a n

s a r t u t a k o gasaren menpean dago. Esaté baterako, neonak kolore g o r r i ranjatsua

sortzen

...

poreak, berdeska,

Baina

du;argonak, u r d i n a ; sodic

h u t s a areagotzen

areagotu beharrean,desagertu zala,katodoaren si

denean(p

- baporeak, h o r i a ; m e r k r i o

< 10-4

atm.),luminositatea

egi ten da eta, Crookes-ek

artean objektu

bat

ere

a u r k i t u zuen be-

a u r k a k o aldean fluoreszentzia a h u l b a t

zen, halaber,elektrodoen

laba-

ikusten d a . l k u -

sartzen bazen, bere itzala

agertzen zela katodoaren a u r k a k o orman.

Guzt i

hau

a r g i tzeko,ondorengo

azalpena

eman

zen :katodoan

izpi

b a t z u k sortzen d i r a eta a u r k a k o ormaren k o n t r a jotzerakoan

argia(fluo-

reszentzia)sortzen dute.Horregatik, i z p i

izena eman

horiei

izpi

katodiko

z i tzaien.

3.2.2.-

Elektroia

Thomson-ek

-Izpi elektrodoa

eta beste z i e n t z i l a r i batzuek zenbait experimentu e g i n

ik u s i zuten:

ondoren,zera

k a t o d i k o a k elektrometro baten elektrodora eramaten zirenean negatiboki

k a r g a t z e n zcttela.Beraz,izpi

katodikoak

negatiboak

dira. -Eremu

e l e k t r i k o eta magnetikoetan e r a k a r r i a k edo aldenduak iza-

ten d i r a , k a r g a kotan

jasaten

negatibodun p a r t i k u l a k b e z a l a . P a r t i k u l ek erernu rnagnetiduten

desbidazioa

J.~lucker-ek aurkitu

eta erernu e l e k t r i k o e t a n jasandakoa

E.Goldstein-ek

zuen -1 858.urtean

1876.urtean.

ez d i r a e l e k t r o r n a g n e t i k o a k , b a i z i k eta katodotik

Beraz,izpiak

irte-

tzen d i r e n k a r g a negatibodun p a r t i k u l a z o s a t u r i k daude. -Gai n e r a , p a r t i k u l a

hauek

bet i

b e r d i nak

d i r a , b a r r u r a edozein gas

sartzen b a d u g u ere.

Areago erlazioa

oraindik,Thornson-ek

kalkulatu

zuen,beren

1897.urtean

propietate

partikulen

rnagnetikoak

eta

karga/rnasa elektrikoak

kontutan h a r t u r i k .

P a r t i k u l a negatiboak

erernu e l e k t r i k o eta rnagnetikoetan zehar pa-

sarazten d i r a .

Eremu e l e k t r i k o a k desbidatutakoa D e s b i d a t u gabea Eremu m a g n e t i k o a k desbidatutakoa

3.2.Irudia:

Thomson-en aparatua k a t i o i - p a r t i k u l e n ikerkuntzarako. (M, eremu magnetikoa, paper-planu barrura joango l i t z a teke)

.

freriiu rantza

batel< eta b e s t e a ~ izpien d i r e k z i o a okertzen dute b a i n a no-

desberdinetan.Dernagun(E)erernu

d u g u l a , (H)erernu rnagnetikoa

aldatzen

o r e k a t u a r t e eta , b e r a z , p a r t i k u l a

elektrikoa dugun

konstante

b i t a r t e a n ,erernu

negatiboak desbidatu gabe i r a g a t e a lor-

t u a r t e . Une honetan:

l n d a r rnagnetikoa = l n d a r e l e k t r i k o a nondik,

eta :

rnantentzen biak elkar

lirii

O r a i n eremu e l e k t r i k o a deskonektatzen badugu, i n d a r magnetikoak e r r a d i o d u n k u r b a b a t eginerazten d i o p a r t i k u l a r i ; "ri' h o r i berehala

k a l k u l a d a i t e k e p a r t i k u l a k p a n t a i l a n jasan duen desbidazioa neurtuz.

Orduan: l n d a r magnetikoa = masa.azelerazio

zentripetua

Hau da: ~ . q . v = m.. v2 Nondik:

E,H eta r neurtuz,karga

negatibodun p a r t i k u l a h o r i e n karga/rnasa

e r l a z i o a a t e r a d a i teke.

E r l a z i o h o r i hurrengoa da:

Erlazio

hori elektrolisi

handiagoa zen ,edo gehiago.Honek oso t x i k i a beti

experimentuetako ioiena b a i n o 1000 b i d e r esan n a h i zuen , p a r t i k u l a h o r i e n masak

i z a n behar zuela.Gainera,q/m

konstantea da;ez

r e k i n . Thomson-ek

d u z e r i k u s i r i k b a r r u r a s a r t u t a k o gasaren izaera-

hemendik zera ondorioztatu zuen: l z p i katodikoen p a r t i -

k u l a k ez z i r e l a atomo k a r g a t u a k , h a u ' k o p a r t i k u - l a batzuk,atomoen zitzaien.G.J.Stoney

e r l a z i o h o r i i z p i katodikoetan

d a i o i a k , b a i z i k eta atornoen b a r r u -

zatiak.Partikula

i z a n zen 189l.urtean

hauei e l e k t r o i

izena ernan

izen h o r i proposatu zuena.

Guzti h a u e g i a z t a t u e g i n zen Mi l l ikan-ek

1913.urtean

. k a r g a a t e r a menean:

E l e k t r o i a r e n masa -orduan zera i z a n behar zen:

elektroiaren

Nondik:

Masa

hori

txikiago da,gutxi

atomorik

arinenarena, hidrogenoarena,baino

gora behera.

Orduan,argi

dago,elektroia

la .Atomoa ez da ,beraz, Da1ton-en

atorno b a r r u k o p a r t i k u l a t x i k i bat de-

teoria atorni koak esaten zuenez,zat iezina.

A u r k i t u da atornoaren z a t i bat,elektroia,lehenengo

3.2.3.-

1840 b i d e r

p a r t i k u l a azpiatornikoa.

Thomson-en eredu atornikoa

Atomoaren izaera e l e k t r i k o a i k u s i t a ,atomoaren egi t u r a eztabaidatu behar

da.Atomo-barruan

k a r g a e l e k t r i k o negatiboak

badaude eta atornoa

bere osotasunean neutroa bada, k a r g a posi t iboak ere egon beharko d i r a .

Atomoaren bolumena j a k i tea e r r a z a da, g u t x i gora behera:

Atomoaren bol urnena =

Molaren da ,suposatzen

bolumena

E lement uaren rnol baten bol urnena Avogadro-ren zenbak i a

elementua

egoera

solidoan

dagoenean

neurt7en

b a i t da egoera h o r r e t a n atornoak e l k a r r e n ondoan daudel a

tartean hutsune h a n d i r i k u t z i gabe.

Elementu desberdinekin egindako k a l kuluotatik ateratzen da bolu-

-24

men atornikoa 10 hera.Atornoa

cm

magni tudearen i n g u r u a n dagoela , g u t x i gora be-

esferi koa dela suposatzen badugu,erradioa

lo-'

cm i n g u r u b

izango d a .

Nola kokatzen d i r a

k a r g a positiboak eta negatiboak tarnainu ho-

rretako bol umen batetan?.

Hauxe d a Thomson-en erantzuna :Atomoa esferi koa da,masa eta uniformeki boak.Adibide

hedatu b a t

da,noh

sarturik

b a t e k i n ulertzeko:atomoa

go litzateke oreak

"plum-cake"

k a r g a posi t i boa e d u k i k o

troiak izango 1 irateke.

b a it

posi t i b o

daude e l e k t r o i negatiantzeko zerbai t izan-

1 uke e t a mahaspasak elek-

3 , 3 ,3.3.1

ERRAD 1 OAKT 1 B 1 TATEA, RUTHERFORD-EN EREDUA, NUKLEOA

.- E r r a d i o a k t i b i t a t e a 1896.urtean,Thomson-ek

azken

emaitzak

argitaratu

izpi

katodikoekin

baino

urtebete

egindako

experientzien

aurretik,Becquerel-ek

gero

e r r a d i v a k t i b i t a t e i z e n a r e k i n e z a g u t u k o zen fenomenoa a u r k i t u zuen.

Laster erradiazioak

f r o g a t u zen hir'u

a k . l z p i hauek

substantzia

erradioaktiboek emititzen zituzten

mota d e s b e r d i n e t a k o a k

zirela:alfa,beta

eta gama izpi-

erabat b e r r i a k a l ziren?:ordurarte ezagutu gabeak?.Eral

t z u n a l a s t e r j a k i n zen:Beta

izpiak,izpi

katodikoak ,bezala,elektroi-korro~

te b a t b e s t e r i k ez z i r e n .Gamma i z p i a k ez z i r e n i z a e r a g o r p u z k u l a r d u n a k , Roentgen-ek -1 uzera

a u r k it u

oraindi k

berri

z i tuen

X

izpien

antzekoak

ziren,beren

h a u e n a b a i n o t x i k i a g o a bazen e r e . A l f a

uhin-

i z p i e i dagokie-

nez, R u t h e r f o r d i z a n zen g u r e mendearen h a s i e r a n , he1 io-nukleoz o s a t u r i k o p a r t i k u l a - k o r r o n t e b a t z i r e l a f r o g a t u zuena.

3.3.2.-

R u t h e r f o r d - e n eredua:eredu

Rutherford

bera

zuteneanapartikulei

i z a n zen

nuklearra

metalezko x a f l a

rnehe b a t

zeharkatzen

g e r t a t z e n z i t z a i z k i e n fenomenoak a z t e r t z e r a k o a n , a t o -

moaren e g i t u r a r e n e s t u d i o a n s e k u l a k o a u r r e r a p a u s u a eman zuena, atomoak n u k l e o z e n t r a l - b a t z u e l a a u r k i t u zuenean.

H o r r e g a t i k b e r e e r e d u a r i e r e d u n u k l e a r r a esaten zaio.

Pantaila fluorerzentea

Thosison-en a tomo ak

Rutherford-en atomoak

1k. metalikoa 3.3.Irudia: Zenbait partikulen desbidazio handiak Thomson-en modelog rekin ez .ziren ondo explikatzen baino bai Rutherford-

l g l l . u r t e a n e g i n zuen experirnentu farnatu h a r t a n , z e r a i k u s i zuen: apartikula

gehienek

(Thomson-en la-kopuru

eredu

txiki

desbidatu

gabe

zeharkatzen

zuten metalezko xaf l a

,

atornikoarekin espero zi tekeen b e z a l a ) b a i n a p a r t i k u -

b a t ,eta

beti

h a n d i a k osatuz g a i n e r a ; a r e

berdintsua,desbidatu

gehiago,partikula

egi ten zen,angelu

oso

batzuk atzera egi ten zuten

"errebotatu" egi ten zuten.

v

m

c

Nukle~a~=,~~.

va v

+ ze

a partikulak

3.4.-'rudia: a

p a r t i k u l e n t r a j e k t o r i a desberdinak Rutherford-en exp e r i e n t z i a n a eratako t r a j e k t o r i a naharoena da.

Hau nola tzen.0

qartikulen

karga azal

i n t e r p r e t a t u ? .Thornson-en

posi t i b o zi tezkeen

karga

positibo

traturik

desbidazio

handiko

handiak

partikula

soi l i k . Horregati k guztia

eta

ia

ereduak

eta

batekin suposatu

masa

ez d u fenornenoa a z a l -

erreboteak

masa h a n d i k o eta

izandako " t a l k a " zuen

baten bidez

Rutherford-ek

osoa b o l a t x o t x i k i

atomoaren

b a t e t a n kontzen-

zegoela:nukleoan;alegia.

Rutherford-ek tuz,nukleo

berak

k a l k u l a t u e g i n zuen, Coulornb-en

legea a p l i k a -

b a t e n ( A u nukleo b a t e n ) tamainua.

TALKAREN AURRETIK:

TALKA p

Au Nukleoa

-,e

Energia p o t e n t z i a i elektrikoa:

a Partikula z 1 2 3.5.-Irudia:

Rutherford-en experientzia C-eratako t r a j e k t o r i a z atomoaren eri-adio nuklearra k a l k u l a daiteke.

Orduan bete beharko da:

Au

a p a r t i k u l a r e n masa eta a b i a d u r a ~;?aueK d i r a :

m = Orduan :

2.2.79. (48.10-'O)2 6,64.10-24.(1 Atornoaren e r r a d i o a 10 baino

10.000

bider

d a i teke:atomoa

ez

esfera b a t , b a i z i k -Atomoa

-8

, 6 . 1 0 Y ) z ~ = 4,4.10-l2

cm.

cm i n g u ~ k o a dela ,hau da nukleoarena

handiagoa

dela,kontutan

dela, Thomson-ek

harturik,zera

zioenez ,masa

eta

karga

ondoriozta uniformedun

eta:

i a hutsa dela.Horregatik a p a r t i k u l a gehienak desbidazio-

r i k gabe i r a g a t e n dute x a f l a . -Atornoaren

elektrizitatea

ez

dagoela

eta

e l e k t r i z i t a t e positiboak,eta

tan

kontzentraturik

uniforrneki

banatuta,baizik

i a masa g u z t i a k ere,puntu

egon behar duela,desbidazioak

i n g u r u t i k i r a g a t e r a k o a n gertatzen d i r e l a r i k

Date-

p u n t u horren

.Zentru h o r r i nukleo

d e r i tzo. -Atornoa rua

neutroa denez,atornoaren

n u k leoaren

karga

azalean dauden elektroien kopu-

posi t iboa

konpentsatzeko

bezai nbestekoa

izan behar dela.

33.3.-

Nukleoa

Nuk leoan p r o t o i dei t u r i k o o i n a r r i z k o p a r t i k u l a k daude.

Partikula lortzen

diren

hauek

izpi

huts-hodi

kanalak

edo

batetara posi tiboak

hidrogenoa sartzen dugunean dira,eta

beren e z a u g a r r i a k

hauek d i r a :

. P o s i t i b o k i k a r g a t u t a daube.

. Beren

masa

elektroiarena

baino

1040 b i d e r

handiagoa

gora behera.

.Bere

k a r g a e l e k t r o i a r e n adinakoa da,baina

positiboa.

da , g u t x i

Hala

ere,berehala

protoien k o p u r y a r i tzeko,zera

ikusi

zen

elementuen

masa

atomi k o a , n u k l e o k o

zegokiona b a i n o h a n d i a g o a i z a t e n z e l a beti.Hau

p o s t u l a t u zen:Nukleoan

azal-

k a r g a e l e k t r i k o r i k gabeko e t a p r o t o i a -

r e n antzeko masa zuten beste p a r t i k u l a b a t z u k egon b e h a r z u t e l a . P a r t i k u la

hauei

aldez tuena

.

neutroi

aurretik

Nukleo

izena

zen

1932.urtean

p o s t u l a t u r i k o p a r t i k u l a hauek e x p e r i m e n t a l k i

a u r k i t u zi-

barruan

ernaten z a i e o r o k o r k i

Atomo

eman

zitzaien.

dauden

protoi

eta

izan

neutroiei

nukleoi

izena ere

.

neutro batetan,nukleoko

troi-kopuruak

Chadwick

berdinak

protoi-kopuruak

i z a n b e h a r dute.Kopuru

eta

a z a l e k o elek-

h o r r e k atomoaren(z)

S-

b a k i atomikoa d e f i n i t z e n d u .

Protoien gehi

n e u t r o i e n k o p u r u a k ,ordea, atomoaren ( A ) z e n b a k i ma-

sikoa def i n i tzen d u .

p a r t ik u l a h a u e n d a t u a k a g e r t z e n d i -

Hurrengo t a u l a n oinarrizko tugu : masa(kg )

karga e l e k t r . masa elektr.(m.a.u)

karga( C)

9,106

-1,602

Protoia

1,661

+1,602 10

Neutroia

1,662

Nukleoa kuntzarik

-l

lo-19

Elektroia

-19

d a ,arestian

O

esan

1,00893

b e z a l a ,Rutherford-en

eredu

i

atomikoetan

ere

O

1

1,0075P

O

nagusiena, hurrengo

0,0005976

i

1

ereduaren

a u r k i-

mantenduko dena.

Hala eta g u z t i z ere,Rutherfor-en

e r e d u honek b e r e a l d e a h u l a k ere b a d i -

tu,batez

azaltzean.Zeren

ere,elektroien

elektroiak klasikoaren

nukleoaren legeen

egitura inguruan

biraka

arabera,energia

eta

atomoaren

azaleko

i b i l i k o b a l ira,elektromagnetismo

emi t i t u k o b a i t

lukete, beren energia

galduz joango l i r a t e k e e l a r i k ,eta a z k e n i k , n u k l e o r a e r o r i k o l i r a t e k e .

Horretaz g a i n e r a , e r e d u desjarraitasunak;frekuentzia

b a i t daude.

honek ez d i t u a z a l tzen e s p e k t r o atomikoen jakin

batzutako

marra

argitsuz

osoturik

3,4,3.4.1.-

ESPEKTRO ATOMIKOAK, EFEKTU FOTOELEKTRIKOA E s p e k t r o atomikoak

Espektroak

lortzeko

aparatuak

espek t r o g r a f o a k

gia

egozten d u e n m a t e r i a la d a g o : a r g i - i t u r r i a . A r g i

eta

prisma

batetan

jasandako

errefrakzioaz bakarreko

b e h a r r e a n , zenbai t

desberdinetako

frekuentzia

izaten da,eta

h o r i zuzendu e g i ten d a

bere osagaietan

d a . A r g i a ,normalean , f r e k u e n t z i a

mul tzo b a t

d i r a .Beraietan, a r -

uhin

banantzen

elektrornagneti k o a uhinez

osoturik

izan

dagoen

rnultzo h o r r e t a n d a u d e n o s a g a i a k , i n g u r u n e z a l -

d a t z e r a k o a n , a n g e l u desberdinez d e s b i d a t z e n d i r a .

Gero,prisrna

z e h a r k a t u ondoren, p l a k a

fotograf i k o batetan

hartzen

da irudia.

Len t e a

Prisma

Ultramorea

P laka fotograf i k o a 3.6.-Irudia: Adibidez,hodi

Espektroskopioa e t a hidrogeno-espektroa

batetara hidrogenoa sartzen dugu.Txinpart

bat sal-

t a r a z t e n d u g u e t a h i d r o g e n o a k i r r a d i a z i o e l e k t r o m a g n e t i k o a egozten d u , infragorrian, ikuskorrean

eta

u l tramorean. H a r dezagun

ikuskorrean ikus-

t e n den e s p e k t r o a .

3.7.-Irudia: B a l mer-ek

Hidrogeno-atomoaren espektroa,

zona ikuskorrean.

1885. u r t e a n , zenbai t k a l k u l u e g i n ondoren h idrogenoaren

e s p e k t r o a k b a n d a i k u s k o r r e a n lege h a u j a r r a i t z e n z u e l a a t e r a m e n :

O

non,

B: Balmer-en k t e a = 3.645,6 n : 3,4,5

,.......

Balme-en lehena,bere k i tzen

seriea

eta

bait dira.

izan

m a r r a k giza-begia

direlako.Baina

,

A

zen

hidrogenoaren

e s p e k t r o a n a u r k i t u zen

s e n t i k o r r a den e s p e k t r o a r e n b a n d a n a u r -

hidrogenoaren

espektroan

beste s e r i e b a t z u k ere

badaude.Serie hauek b e r e n a u r k i t z a i leen i z e n a k h a r t z e n d i tuzte.

Ryberg-ek

aldatu(orokortu)

e g i n zuen ,Balmer-en

formula, hidroge-

noaren e s p e k t r o a r e n s e r i e g u z t i e n t z a t a p l i k a g a r r i a i z a n z e d i n :

:,, non R

Rydberg-en

k t e a = 109.677.7

,

cm-'

eta

n 1 ,n2 = z e n b a k i oso e t a p o s i t i b o a k b a i t d i r a .

G a r b i d a g o Rydberg-en f o r m u l a Balmer-ena = 3,4,5

eta n

,... e g i t e n

baditugu.lkus

b i h u r t z e n d e l a n,=2

dezagun:

2 2

;non n= 3 , 4 , 5 . . . .

-

-

B

denez

H u r r e n g o t a u l a r e k i n hobeto u l e r t u k o d a Rydberg-en katzeko modua :

f o r m u l a a p l i-

Seriea

A u r k i t u zeneko u r t e a

1 1

Balmer Paschen

l

Brackett

I

Pfund

l

Humpheey s

ere,guztiz

datuetatik

aterata

Espektroaren zona

1

..

1

2,3,4,.

1885

2

1908

3

1922

4

1927

5

1952

6

.. 4,4,6,. . . 5,6,7,. . . 6,7,8,. .. 7,8,9,. . .

bai

Balrner-en

Azpirnarratu e g i n berg-ena

n

behar

da

ultramorea

3,4,5,.

experimentalak

ikuskorra infragorria infragorria infragorria infragorria

formula eta

direla,espektroskopiatik

daudela.Baina,zalantzarik

gabe,forrnula

b a i Rydlortutako

horiek

lege

k o n k r e t u b a t z u k j a r r a i tzen d i t u e n fenorneno b a t e n adierazpen matemat ikoa d i r a . Fenomenoa *atomikoa behar

denez

bere azalpena.Hemendik

liozkoa i z a n n a h i badu,guzti

gero, atomoaren

a u r r e r a , beraz,edozein

eredu atornikok, ba-

h o r i k o n t u t a n h a r t u beharko d u eta azal-

pen b a t eman beharko d i o Rydberg-en

3.4.2.-

egi t u r a n b e r t a n a u r k i t u

formulari.

Efektu fotoelektrikoa

Fenorneno h a u Hertz-ek nez

a r g i a k ,metal

zuen

.

a u r k i t u zuen

batzurengana

1887.urtean.Orduan

i k u s i ze-

he1tzerakoan, k o r r o n t e e l e k t r i k o a sortzen

Fenornenoa gehiago aztertuz, zera i k u s i zen: -Argiak

f r e k u e n t z i a rninirno b a t

i z a n behar

d u metaleko e l e k t r o i

b a t z u k a s k a t u eta k a n p o r a i r t e n a h a l daitezen.Minirno ez b a d a heltzen,ez

horretara

d a e f e k t u f o t o e l e k t r i k o r i k agertuko.

4 l e k t r o i e n e n e r g i a zinetikoa handiagoa da a r g i a r e n frekuentzia handiagoa denean. -Argiaren

i n t e n t s i t a t e a k ez d i e e l e k t r o i e i energia gehiago

e g i ten duena zera da:elektroi

gehiago atera.

ernaten

Efektu zeren

eta

h a u ezin

honen

zen

azaldu

erradiazioaren

a r a b e r a ,elektroiek

zuketen a n p l i t u d e a ( e t a b e r a /

energia

teoria k l a s i k o a r e k i n ,

gehiago

izan

beharko

intentsitatea)handitzean.

E f e k t i ~ aEir15teiri-el.. a7d l d i ~l u r n 1905. i i r t e a n .Horretarako,bost aurret i k

Planck-eh

tzerakoan dela

atcra

jarraia,ezin

energiaren batek osoa

oridorio

dela

zatirik

atomoak

atomistek

-zatiezinak-

eta

Dalton-ek

duen

urte

duen energia azter-

zuen, hauxe a 1egia:Energia

batzuk

existlt/eii

deituko

energiak

kuantu

ez

diren

direla.Gorputz horren

rnultiplo

k u a n t u h o r i e k , ~ u n p a r a z i o baterako,ma-

izango l irateke,azken berak

suposatren

hauek,Greziako filoso-

zuten

legez,benetan

atorno

izango b a l i r a bederen.

Einstein-ek satu

enii t i tzen

7ritikotu,tiot,."kuantu'

zatiezin

absorbi tzen

bezalakoak

eta

c.-abi l i

miigayaheki

txikien

emititzen(edo

bar

i z a n behar duela.Energiaren

teriaren fo

! ~ e r o t r r r - a hoan

materiak

zuen

bai t

zuen,fotoi

argia

b a k o i t z a r e n energia

konstantea = 6,625.10

Efektu

argi-kuantuz

- 34

J.

edo fotoiez

E = h.

,>

osaturi k

7elarik,non

zegoela supoh = Planck-en

s eta v a r g i a r e n frekuentzia b a i t z i r e n .

fotoelektrikoaren ezaugarri

berezi

horiek

honela

azalduko

lirateke:

2

ata1 b a k o i t a r e n esangura hauxe i z a n i k :

: fotoi b a k o i t z a r e n energia

h v

e, : e l e k t r o i a rnetalera lotzen duen e n e r g i a eta b e r a askatzeko behar dena .Energia h a u rnetalaren izaeraren menpekoa da.

2

1/2 m v : e l e k t r o i a k metaletik ateratzerakoan duen energia zinetikoa.

Argiaren baino bpil

txikiagoa dute

9

f r e k u e n t z i a h.v m b a d a ,ez d a efektu

elektroiak

rnetaletik

= e ekuazioak ernaten d i g u n minimoa fotoelektrikorik

askatzeko

gertatuko,fotoiak

ez

b e h a r den bezainbesteko ener-

g i a r i k izango.

Minimo h o r r e t a t i k gora, zenbat metal-mota

bakoitzarentzat

konsiant'ea

eta

frekuentzia

denez,elektroiak

gia zinetiko handiagorekin irtengo d i r a .

handiago

i z a n ,"e1'

orduan eta ener-

Frekuentzia hau

konstante

da,fotoi-kopurua

handitzen badugu,askatutako

h a n d i t u egingo da,baina n e t i koa,metalera

mantenduz,intentsitatea

iri t s i

handitzen badugu, elektroi-kopurua

ere

ez e l e k t r o i h a u e t a r i k o bakoitzaren energia zi-

den

fotoi

b a k o i tzaren

energia

berdin

mantendu

b a i t da.

3.5

-

3.5.1

.- Bohr-en

BOHR-EN EREDUA, SOMMERFELD ETA ZEEMAN-EN ZUZENKETAK

Bohr-ek

eredua

sekulako a r r a k a s t a

i z a n zuen

e s p e k t r o a r i azalpen b a t a u r k i t u zionean.Honen therford-en

e r e d u a r i ,Planck-ek

1913.urtean

hidrogenoaren

gakoa hauxe i z a n zen:Ru-

a u r k i t u t a k o eta

Einsteinek

efektu

fotoe-

l e k t r i k o a azaltzeko e r a b i 1 i t a k o , t e o r i a k u a n t i k o a a p l i k a t z e a .

Bohr-ek

suposatu zuen,atomoa

ere k u a n t i f i k a t u r i k zegoela;hau da,

energi k a n t i t a t e z i l e g i b a t z u k b e s t e r i k ezin i z a n zituela.Elektroia,orduan ezin d a n u k l e o t i k edozein d i s t a n t z i a t a r a (Rutherford-en ereduak zioen bez a l a l b i r a k a egon,orbita ak

debekatuta

j a k i n b a t z u k b a i z i k ez d i t z a k e egin,beste

d a u d e l a r i k .Elektroi

bat

e n e r g i a t x i k i a g o k o beste b a t e t a r a j a u z i

e g i t e n denean,energi

fotoi

frekuentzia

modura

j a u r t i k i tzen

d a ,fotoiaren

j a r r a i tuz a t e r a a h a l d e l a r i k .Horrela p e k t r o a n m a r r a -frekuentzia-

Borh-ek

1.Postulatua:

guzti-

energia handiko orbi ta batetatik diferentzia

Planck-en

formulari

azal tzen da,orduan ,atomo baten es-

j a k i n b a t z u k b e s t e r i k ez agertzea.

bere eredua h i r u p o s t u l a t u t a n o i n a r r i t u z e r a i k i zuen:

E l e k t r o i a nukleoaren i n g u r u a n b i r a k a a r i d a , o r b i t a

zirku-

l a r r a k eginez eta e n e r g i a r i k e m i t i t u gabe.

Erakar-indar-elektrostatikoa zentripetua.'

= e l e k t r o i a r e n masa b i d e r azelerazio

2.Postulatua:

E l e k t r o i a r e n momentu

a n g e l u a r r a J.h/2n -ren

-.

mul t i p l o osoa

duten o r b i t a k b a k a r r i k d i r a posible. H a u - d a : J = n.h/2r ~ a i n a : J = 1.w

( n = zenbaki k u a n t i k o a = l,2,3,

...)

= m r 2 ."/r = m.v.r

Orduan : m. v .r = n. h/2 n eta v =

n h 2n r m

;

n2 h2 n r m2

v2

Lehenengo p o s t u l a t u k o adierazpen matematikoarekin alderatzen badugu:

nondik,

n-ri

1,2,3,4,5,.

ahal d i r a ,zein ra

..b a l ioak

emanez

orbi ta

z i legien e r r a d i o a k

atera

zenbaki oso h o r i e n k a r r a t u e n a r a b e r a h a n d i tzen b a i t d i -

. n=l

denean e r r a d i o t x i k i e n e k o o r b i t a daukagu.Beronetan

ak energia

t x i k i e n a du.Hori

hidrogeno-atomoaren beraz,egonkorrena

izango l itzateke(e1ektroi b a t

funtsezko

dena.Honek

d i n badago,nonbaitetik

egoera ,energia

elektroi-

lehen o r b i t a n )

t x i k i e n a b e h a r duena eta,

ez d u esan n a h i e l e k t r o i a k i t z i k a t u t a b a l -

e n e r g i a h a r t u e g i n duelako, b i g a r r e n , h i r u g a r r e n

edo beste edozein o r b i t a t a n egon ez daitekeenik.

3.Postulatua: batetara

Elektroia orbita

erortzerakoan

batetatik

askatzen

e n e r g i a t x i k i a g o k o beste o r b i t a

den e n e r g i a ,foto¡-modura

emi t i tzen

da,

beronen f r e k u e n t z i a Planck-en e k u a z i o t i k ateratzen dena d e l a r i k . Suposa

dezagun

elektroi

k itzikatu

bat

d e s k i t z i k a t u e g i ten dela "b" o r b i t a r a iraganez.

"a"

orbitan

dagoela

eta

3.8.-Irudia. Ernititutako fotoiaren frekuentzia hauxe izango da: E a - E b = h.v

Edozein o r b i t a t a n dagoen e l e k t r o i a r e n energia osoa k a l k u l a t u e g i n go dugu.Lehenik,energia

zinetikoa aterako dugu:

b a i n a lehenengo p o s t u l a t u t i k dakigunez:

v2 =

k e' m.r

orduan:

Energia potentziala hauxe izango da:

E = e.v, P t r i k o a b a i t da.

non v e l e k t r o i a a u r k i t z e n den puntuko potentzial elek-

Orduan:

e l e k t r o i a r e n energia osoa, beraz:

B i g a r r e n postulatuan r-rentzat badugu:

a t e r a dugun adierazpena e r a b i l tzen

-

2 -k e 2 2 2h .n

E =

4,2

-

2 2 2r

4 me

=

-

n;h2

kme

k' (k' 2

= kte)

n

2

Eman dezagun e l e k t r o i b a t n 2 0 r b i t a b a t e t a t i k nl

beste o r b i t a b a -

tetara erortzen dela.0rduan:

b a in a

A . V

=

C

V

-

d e n e z , - .1

-

A

orduan:

k' hc

= RH

1 = v

e g i ten b a d u g u

= R ,,

A

1 (2 n 1

1 - 2

)

Rydberg-en

formula

2

iltramorea

L"= 3.5.2.-

Sommerfeld e t a Zeeman-en

Garai

zuzenketak

h a r t a k o espektrografoak

nean Lyman,Balmer,Paschen ez z i r e l a

sinpleak,baizik

osaturiko

m u l tzoak

eta

serietan

agertzen z i r e n lerroak

e l k a r r e n oso ondoan

zirela, ikusi

Sommerfeld-ek:Elektroiaren

ez z i r e n oso o n a k ;hobeagotu z i r e -

eta..besteen

zen.Hau

zeuden

a z a l tzeko,zera

l e r r o batzuz

suposatu

zuen

o r b i t a k z i r k u l a r r a k izateaz gainera,eliptikoak

ere i z a n a h a l zirela.Elipseak gusiarena

eta

ardatz

b i zenbakiz determinatzen d i r a , a r d a t z

txikiarena.Elektroien

o r b i ten

kasuan

na-

ere,ardatz

n a g u s i a n ( z e n b a k i kuantikoe )eta a r d a t z t x i k i a n ( o r b i t a z i r k u l a r r a izango li tzateke k a s u honetan) ,n-1

Sornrnerfeld-ek

ardatz

b a t d e f i n i t u zuen,azimutala

,

n-2,.

txikia

.., l . def i n i tzeko

deitutakoa,"ll'

zenbaki

kuantiko

berri

sinboloaz a d i e r a z i k o duguna.

Zenbaki k u a n t i k o azirnutalak h a r ditzakeen b a l i o a k dvdoko haek d i r a :

Orbitak,orduan

honela geratzen d i r a :

n = l

t = O

1s ( z i r k u l a r r a )

n = 2

t = O

2s ( z i r k u l a r r a )

t =1

2p ( e l i p t i k o a )

I = 0

3s ( z i r k u l a r r a )

t = 1

3p ( e l i p t i k o a )

t =2

3d ( e l i p t i k o a )

n = 3

etabar.

Horrela ,beraz,Sommerfeld-en

zuzenketa

kontutan

harturik,energi

rnai l a b a k o i tza zenbai t azpimai tetan desdoblatzen dela esan dezakegu.

Zeernan-ek

espektroak

i k u s i zuen:Sommerfeld-ek a k ,zenbait tzen

erernu

magneti k o batetan egi terakoan zera

a u r k i t u t a k o lerroak

lerroz o s a t u r i k

zeudela .Lerro

berak ere ez z i r e l a sinple-

horiek , b e r r i z ere,sinple

.

d i r a erernu magnet ikoa ken tzerakoan Horregat ik

bihur-

suposat u zen feno-

rnt-io h o r i k a n p o k o eremu e l e k t r o m a g n e t i k o a r e n e t a e l e k t r o i a b e r e o r b i t a n biraka

ari

denean s o r t u t a k o erernu elektrornagneti k o a r e n e l k a r r e k i n t z a k

sortua zela .Elkarrekintza

hauek a l d a t u e g i ten d u t e z e r t x o b a i t e l e k t r o i a -

,

r e n e n e r g i a e t a b e r a z , espek t r o k o l e r r o e n desdoblamendua s o r t e r a z t e n .

Zeeman -en

orbitek

efektu h a u azaltzeko

modua

orientazio posible desberdin

zera

batzuk

i z a n daiteke:Sommerfelh a r ditzatekeela,zeinen

k a n p o k o erernu r n a g n e t i k o a r e k i k o e l k a r r e k i n t z a d e s b e r d i n a b a i t d a .

Orientazio horiek

d e t e r m i n a t z e k o beste z e n b a k i

bat

b e h a r da,rn:

z e n b a k i k u a n t i k o magneti k o a .

Orientazio desberdinak gozkion b a l i o a k

2

, (2 -1),

(2-2),

"2"

zenbakiaren araberakoak d i r a eta da-

..... 2 , l ,O,-1

,-2,

... .-(2

-2) , - i z - l ) ,

Guztira (22+l) b a l i o d i r a posible.

O r b i t a k , o r a i n , h o n a k o hauek ¡ t a n g o d i r a :

n

2

m

izena

Espektrografoak lortutako beste -1/2

azken

zenbaki

zuzendu zirenean, i k u s i

l e r r o a k ere ez

bat

sartu

direlarik,eta

keta-higidura

gehiago

behar

zirela

zen o r d u r a r t e

sinpleak,bikoitzak

i z a n zen:s,spina

baizik.Urduan

bere b a l i o a k

1/2 eta

e l e k t r o i a k bere a r d a t z a r e n i n g u r u a n egiten duen b i r a -

nolakoa den(parale1oa a l a antiparale1oa)azal tzen duena.

n,z ,m eta

S

zenbakiak

l a u zenbaki k u a n t i k o a k

d i r a eta berauek

osatzen dute teoria k u a n t i k o a r e n o i n a r r i a .

Edonol a ere, l a s t e r a g e r t u z i r e n Bohr-en t i e k i n ) a l d e ahula.k.Alde zen

batetik,elektroi

aplikagarri.Bestalde,Bohr-en

ereduaren (zuzenketa guz-

b a k a r r e k o atomoentzat

postulatuak,ikuspegi

bakarrik

teorikotik,mekani-

k a k l a s i k o a eta rnekanika k u a n t i k o a r e n a r t e k o nahaste b a t z i r e n eta hon e l a zenbait g a u z a ( b i g a r r e n p o s t u l a t u k o h/2 n

,esate b a t e r a k 0 ) a r b i t r a r i o

k i ,edo e r d i enpir'i kok i (Rydberg-en formula ateratzeko) sartzen d i r a .

Arazo

guzti

hauek

konpondu e g i ten

dira

uhin-rnekani k a r e n edo

,mekanika k u a n t i k o a r e n i k u s p u n t u a k o n t u t a n hartzerakoan.

3,6,-

UH I N-GORPUZKULU B I K O I ZTASUNAREN PR I NTZ I P I OA

z I HURGABETA-

SUNAREN P R I N T Z I P I O A , 3.6.1

.-

Uhin-gorpuzkulu b i k o i z t a s u n a r e n p r i n t z i p i o a

Argiaren

izaera, F i s i k a r e n h i s t o r i a

arazoa i z a n da. I z a n ere,zer

XIX bat

zela

rnendean

onartu

etabarreko

da argia:uhina

argi-fenomenoak

zen;baina

g u z t i a n zehar

XX

eztabaidaturiko

a l a gorpuzkulua?.

aztertzerakoan,argia

u h i n hedakoq

mendearen h a s i e r a n efektu fotoelektrikoa

fenornenoak a u r k i t u z i r e n e t a hauek e z i n z i r e n ondo azaldu

a r g i a g o r p u z k u l u z edo fotoiez osotuta zegoela onartzen ez bazen.

Orduan,nola

g a i n d i z i tekeen kontraesan h o r i ? .

De Brogl i e f i s i k a r i frantsesa e r a n t z u n egoki

bat

i z a n zen

1923. u r t e a n g a l d e r a

honi

ernan ziona. Hauxe i z a n zen esan zuena :kon'traesanik

ez dagoela , a l e g i a ; a r g i a zen ere.Bi

a l d i b e r e a n u h i n a eta g o r p u z k u l u a dela,hain

i k u s p e g i a k erlazionatzeko Einstein-en

zu-

masa eta energia e r l a -

zionatzen d i t u e n ekuazioaz eta Planck-en k u a n t u edo fotoi baten energia bere

frekuentziarekin

lotzen

duen

ekuazioaz

baliaturik

ondorengo

hau

atera zuen:

Ekuazio honetan puzkulu-izaera

uhin-izaera

uhin

luzeraz

adierazten da,eta

m rnasaz edo m.c h i g i d u r a - k a n t i tateaz;

ikuspegi b i a k

gor-

ekuazioak h o r r e l a

lotzen d i t u e l a r i k .

Posible

izango

al

litzateke beti

g o r p u z k u l u t z a t h a r t u dugun zer-

bait(e1ektroi bat,esate b a t e r a k o ) u h i n b a t bezala kontsideratzea?.

De

Broglie-k

baietz

esan

zuen

elektroi h o r r i zegokion u h i n - l u z e r a

eta

gainera

proposatu

egin

zuen

h a u x e izango zela:

non m : e l e k t r o i a r e n masa eta

v

: elektroiaren abiadura.

Laster f r o g a t u zen h a u e g i a zela,Davisson eta Gerrner-ek tetik,eta bat

G.P.Thornson-ek

zeharka

zuten,uhinak

arazi

zuten

bestetik,l927.urtean eta

elektroiak

bezala .Gainera , e l e k t r o i

elektroi-sorta

difraktatu

egiten

a l d e ba-

bat

kristal

zirela

ikusi

h o r i e i zegok ien u h i n - l uzera De Bro-

glie-ren forrnulatik ateratakoaren b e r d i n a zela ere i k u s i zuten.

Bestalde,hain eztabaidatua zen Bohr-en b i g a r r e n p o s t u l a t u a k a z e

pen egoki

bat

a u r k i tzen

zuen

De Brogl ie-ren

p r i n t z i p i o a onartuz

Izan ere,uhin

e l e k t r o n i k o a estazionarioa

dira zilegiak

eta h a u o r b i t a r e n "luzera e l e k t r o i a r e n

gero.

deneko o r b i t a k b a k a r r i k izango

tiplo osoa denean b a k a r r i k g e r t a t u k o d a .Orduan:

uhin-luzeraren

mul-

(horra

hor

b i g a r r e n p o s t u l a t u a r e n e t a h/2 n n o n d i k sortzen den arazoa-

r e n azaloena! )

.

Ez d a t o z bat

3.11 .-Irudia.

la)

a) Orbita p o s i b l e a

3.6.2.-

b) Ezinezko orbita

Zi hurgabetasunaren printzipioa

P r i n t z i p i o h a u Heisernber-ek latu zientifiko bait

da

bat

baino zerbait

rnateriaren

ezinbestean,uko

egin

Printzipio

abiadura

behar

dio

osoz

atornikoaren

eta

dela

aldiberean

e t a postu-

arabera,ezinezkoa

ezagutzea .Gizakiak,

zihurtasunari,zientzia

du:ezinezkoa

osoz

da.Beronen

zehaztasun

b e r a k rnugatzen b a i t du.

honek,egitura

postulatzen

zehaztasun

gehiago

barne-egi t u r a

a r l o a n ere,ezagutze-prozesuak

gunean,zera

p l a z a r a t u zuen 1927.urtean

experimentalaren

.

ezagupenari aplikatzen elektroi

baten

ezagutzea.Edo

dio-

p o s i z i o a eta rnaternatikoki

adierazirik:

non,

Ax p o s i z i o a r e n n e u r k e t a n e g i n d a k o e r r o r e a b a i t d a e t a Ap h i g i d u -

ra-kantitatearen

neurketan egindakoa.

P r i n t z i p i o a hobeto u l e r t z e k 0 , n e u r k e t a k o n k r e t u b a t e n experimentua azalduko dugu:elektroiaren

posizioa neurtzeko,elektroi

hori nolabait1'iku-

s i " e g i n b e h a r da.Suposa dugula

h o r i .Baina

da,elektroia

dezagun rnikroskopio

argi-fotoiak

"ikustenl'

elektroiarekin

denean) ,azken

i n d a r t s u batez e g i n a h a l t a l k a egi ten

duenean(hau

honen a b i a d u r a a l d a t u egi ten da,

k a n t i t a t e ezezagun batetan.

Beraz , e l e k t r o i a r e n abiadura

ezezaguna

rninatzeko,bere taezkoa

posizioa

gertatuko

determinaturi k

egongo

litzateke. Eta e l e k t r o i a r e n

l i tzateke, b a i na i b i l b i d e a deter-

posizio eta a b i a d u r a zehatzak a l d i b e r e a n ezagutzea n a h i -

denez,zihurgabetasunaren

izan d a i teke:ezinezkoa

printzipioaren

lehen

ondorioa

hauxe

d e l a e l e k t r o i a r e n i b i l b i d e a ezagutzea.

Zihurgabetasunaren p r i n t z i p i o a neurketa-prozesuaren

ondorio zuze-

na da eta ez zaio b a k a r r i k e l e k t r o i a r i a p l i k a t z e n , b a i z i k eta edozein p a r t i k u l a r i .Gorputz taren

rnakroskopi k o e k i n ordea gertatzen dena zera da:neurke-

zi hurgabetasuna, h a u d a

egindako errorea, garrantzi

gabekoa

dela

neurketa experirnentaletan e g i n ohi d i r e n e r r o r e a k b a i n o askoz ere t x i k i agoa

delako.Esate

baterako,pilota

baten

ibilbidea,berau

ezertan

aldatu

gabe j a k i n dezakegu,fotoiek p i l o t a r e n k o n t r a egiten d i t u z t e n t a l k e n efektua erabat n a b a r i e z i n a b a i t da.

Uhin-rnekanika tu eta

garatu

glie-ren

edo rnekanika k u a n t i k o a , 1925-27 u r t e b i t a r t e a n sor-

zuten, %hrodinger,Heisernberg

eta Dirac-en

artean.De

Bro-

h i p o t e s i a n o i n a r r i tzen d a eta Heisernberg-en p r i n t z i p i o a eta ener-

giaren

teoria

ger-ek

1926.urtean

k u a n t i koa ere

b a r n e a n h a r t z e n d i tu.Bere

rnuina Schrodin-

e l e k t r o i a bezalako p a r t i k u l a t x i k i e n p o r t a e r a d e s k r i -

batzeko proposatu zuen uhin-ekuazioa

da.Berau

b i g a r r e n rnai l a k o ekuazio

d i f e r e n t z i a l a da:

non E p a r t i k u l a r e n e n e r g i a osoa b a i t d a eta V e n e r g i a p o t e n t z i a l a .

Uhin-ekuazio

hori

mekaaikan

uhin

estazionarioak

estudiatzeko

erabiltzen d i r e n ekuazioen antzekoa d a . ~ l e k t r o i a r e n izaera b i k o i t z a kontutan

hartzen

da,zeren

eta

bere

rnasaren ondoan

4' , u h i n - f u n t z i o a ( u h i n

elektronikoaren a n p l i t u d e t z a t h a r daitekeenalagertzen b a i t da.

Schrodinger-en tzioa eta

ekuaziotik

eta E energia dira.Eta bai

bestea

dena e l e k t r o i a r e n r

uhin-fun-

hauek ateratzerakoan ikusten da b a i bata

ere,zenbai t

daudela .Elektroiaren

ateratzen

zenbaki

osoren (zenbaki

energia ,beraz,zenbai t

kuantik0en)menpean osoren menpekoa de-

zenbaki

nez g e r ~ ~ k u a n t i f i k a t u r iegongo k d a e t a zenbait b a l i o z i l e g i j a k i n batzuk b a k a r r i k h a r t u a h a l izango d i t u .

Kasu honetan,orduan,energiaren k u a n t i f i k a z i o a eta zenbaki kuantikoak

Schrodinger-en

trarioki

sartu(edo

ekuazioaren ondorio hutsak d i r a eta ez d i r a arbi-

asmatu)

behar

Bohr-Sornmerfeld-en ereduan

gertatzen

zen beza la.

Edonola ere,funtsezko

desberdintasun b a t dago mekanika k l a s i koan

lortzen d i r e n soluzioekin,non

gorputz baten h i g i d u r a - e k u a z i o t i k

bere po-

s i z i o e t a a b i a d u r a zehatzak a t e r a ahal. b a i t ditugu.Schrodinger-en zioaren

ebazpena , a l d i z , u h i n - f u n t z i o

modura

agertzen

da

eta

ekua-

honek

ez

d i g u ez posizio zehatza ez e t a a b i a d u r a zehatza ematen(zihurgabetasu2

naren

printzipioaren aurkakoa

ordea , e l e k t r o i a

izango b a i t

litzateker.Bere y b e r b i d u r a k

t o k i b a t e t a n a u r k i t z e k o p r o b a b i l i t a t e a emango liguke.Mi-.

k r o f i s i k a r e n b a r r u t i a n , beraz,ezagutza

p r o b a b i I i s t i k o a b a i z i k ez da.

,

e l e k t r o i a r e n t z a t Schrodinger-en

Hidrogeno-atomoaren

ebazpena h i r u zenbaki osoren menpean dago.Zenbaki duan

i k u s i t a k o n,Z

e t a m zenbaki

ekuazioaren

hauek Bohr-en ere-

kuantikoekin batera

datoz eta

har

ditzaketeen b a l i o a k o r d u a n a t e r a t a k o a r a u b e r b e r e k i n l o r daitezke.

n, 2 eta

m zenbaki

k u a n t i k o e n b a l i o z i l e g i e n h i r u k o t e bakoitzak

o r b i t a l b a t def i n i t z e n du.Orbital

h o r i nukleoaren i n g u r u k o espazioko zo-

e l e k t r o i a a u r k i t z e k o p r o b a b i 1 i t a t e maximoa b a i t da. Jene-

n a b a t da,non

ratean, i r u d i katzen d i r e n o r b i t a l e n b a r r u a n e n e r g i a j a k i n b a t e t a k o elekt r o i a a u r k i tzeko %90ko p r o b a b i l i tatea gordetzen da.

Bohr Elektroia

eta

ez

dispertsaturlk

Schrodinger-en

da,jadanik,partikula dagoen

artean

bat,baizik

terrninatuetaz hi tzegi ten,baizik

oso a l d e h a n d i a

eta

hodei e l e k t r o n i k o b a t .Ez

dago.

gehiago a l a gutxiago

d a o r b i t a j a k i n eta de-

e t a o r b i t a l edo p r o b a b i l i tate-zonetaz.Elek

t r o i a r e n a b i a d u r a ez d a partiku!a eta

ereduen

h i g i k o r b a t e n a bezala ulertuko,baizik

hodei e l e k t r o n i k o a r e n b a r r u k o desplazamenduak bezala ,zeinen eragi-

nez hodeia p u n t u b a t z u t a n bestetan b a i n o gehiago kontzentratzen den.

Hala ere,esate babilitatea

baterako, hidrogenoaren 1s e l e k t r o i a a u r k i tzeko p r 2

nukleotiko

distantziaren

probabi l i t a t e maximoari

funtzioan

errepresentatzen

dagokion d i s t a n t z i a Bohr-ek

badugu,

lehenengo o r b i t a r e n -

o

tzat k a l k u l a t u t a k o e r r a d i o a r e n ( a o

= 0,529 A ) b e r d i n a dela lortzen dugu.

9 orbita3.13.-Irudia: Jils o r b i t a l a r e n d i s t r i b u z i o e r r a 3.12.-Irudia: lean dagoen e$:ktroi-ho d i a l e n p r o b a b i l i t a t e r =0,529 A b a l i o dei baten d i s t r i b u z i o a duenean probabilitate-rnaxirnu b a t gertaplanu batekiko tzen da. n zenbaki k u a n t i ~ o a r e n b a l ioek o r b i t a l a r e n tamainua mugatzen dute eta

eta m-ren

balioek o r b i t a l a r e n forma eta espazioan duen o r i e l

tazioa, hurrenez h u r r e n , s o r b i t a l a k

(-2 = O denean) simetri esferikodunak

d i r a ,sinpleenak

eta

dituzte.

dira;besteek

gero

forma

k o n p l ikatuagoak

hartzen

Schrodinger-en elektroi

bakarra

ekuazioaren

duenean,baina

ebazpena

nahiko

erraza

da

atornoak

e l e k t r o i gehiago badaude ebazpena ate-

ratzeko eragozpen h a n d i e k i n topatzen gara.

Orduan

egi ten

dena zera

da:Atomo

horien o r b i t a l a k

hidrogenoak

d i tuenaren antzekoak d i r e l a suposatu, h a u da ,orbi t a l hidrogenoantzekoak.

Hori suposaturi k ,atomoen konf i g u r a z i o e l e k t r o n i koa ateratzeko h i r u e r i z p i d e hauek h a r t u behar d i r a kontutan:

1

.-

Lehen erizpidea: Atomoek ,funtsezko egoeran,energia Horrela,atomoen

elektroiak,energia

gutxien

rninirnoa dute. duten

orbitaletara

joango d i r a . Orbi t a len

ordenamendua

energiaren

t a u l a mnemoteknikoa e r a b i l t z e n da:

arabera

gogoratzeko, hurrengo

3.17. -1rudia:

2.-Bigarren

Erregela lPemoteknikoa energiaren m a i l hazkorra errepre sentatzeko o r b i t a l atomikoetan.

e r i z p i d e a : Atomo b a t e t a n dauden e l e k t r o i e k zenbaki k u a n t i k o

desberdinak

i z a n b e h a r dituzte(Pau1i-ren e x k l u s i o - p r i n t z i p i o a ) .

Hau d a :

elektroi

baten n, 2,m

eta

S

laukoteak eta beste e l e k t r o i

batenak desberdinak i z a n b e h a r dute.

Adibideak:

a ) Nola b a n a t u k o d i r a L i t i o a r e n 3 e l e k t r o i a k ? 1S

2 elektroi

1

O O

(i)eta

(-$1

2s

1 elektroi

2 O O

(4) eta

(-4)

2 1 E g i t u r a e l e k t r o n i k o a : 1s 2s

b ) Nola b a n a t u k o d i r a Kaltzioaren 20 e l e k t r o i a k ? 1s2

c ) Aurrekoa (s,p,d

2s2p6

4s

3s p

2

k o n t u t a n h a r t u r i k , k a l k u l a ezazu energia azpimai l a b a k o i tzean

e t a f ) gehienez

halaber,energi-rnaila

ere s a r daitekeen elektroi-kopurua.KaIkuIatu,,

bakoitzean(K,L,M,

....) s a r

daitekeena.

d ) Nola b a n a t u k o d i r a karbonoaren 6 e l e k t r o i a k ? 1S

2 elektroi

1 O

O

(4) eta

(-4)

2s

2 elektroi

2 O O

( $ ) eta

(-4)

2~

2 elektroi

?

Galdera b a t d a t o r k i g u b u r u r a : p i m a i l a n dauden 2 e l e k t r o i a k : b i a k

Nola b a n a t u k o d i r a o r a i n 2p az-

s p i n b e r d i n a r e k i n eta o r b i t a l desber-

d i n e t a n ( 3 , t ) e d o o r b i t a l desberdinetan,spin

Hiru energia

kasuok

berdina

posible

dira,zeren

desberdinekin ( 4 , - i ) ? .

1.erizpidearen

arabera,hirurek

b a i t dute(isoenergeti koak d i r a ) eta 2.erizpidearen

ara-

b e r a , h i r u r e t a n 2 elektroiek zenbaki k u a n t i k o desberdinak b a i t dituzte:

Garbi

dago e r i z p i d e

b e r r i b a t behar d e l a arazo h a u konpon de-

.

zagun Hona hernen :

3.-Hirugarren

erizpidea:

isoenergetiko ten

duena

M a i l a energetiko

p o s i b l e direnean,beti

gertatuko

b a t e t a n zenbait

ordenamendu

ordena-mul t i p l i z i t a t e maxirnoena erna-

da. (Hund-en

mul t i p l i z i t a t e

M u l t i p l i z i t a t e a 2Stl bezala d e f i n i t z e n da,non

rnaxirnoaren

arabera)

.

S atomoaren s p i n osoa b a i t

Aztertzen a r i garen k a s u a n rnul t i p l i z i tateak, hurrenez h u r r e n , hauek izango d i r a :

Beraz,

k a s u honetan, e l e k t r o i a k honela b a n a t u k o d i r a :

ls2

2s2

2p2

1 (2p2 = 2px

,

1 2py

,

o

2pz )

e ) Nola b a n a t u k o d i r a Fosforoaren 15 e l e k t r o i a k ? ls2

2S2P6

2 3 3s p

(3p

3

1 1 = 3px ,3py

,

1 3pz )

f ) Nola b a n a t u k o d i r a B u r d i n a r e n 26 e l e k t r o i a k ? ls2

2s2p6

3s2p6

4s2

-.

3d6

(3d6 =

# +++ +

Sal buespenak :

Elernentu

hauek

taula

periodikoaren

n=5,zilarra;

Elernentu 5s

7s2 6d

5.-

4d8

8

i z a n beharrean,7s1 6d

5s2

9

4d

izan beharrean 5s'

eta

9

4d da

,5s2 4d4 ,5s2

da.

Gd(Gado1inioa) 6s

6.-

daude

4d5 5s2 lid6 1 i z a n beharrean ondoko hauek d i r a . hurrenez hurren:5s1 4d4 ,5s

4d

hauen k o n f i g u r a z i o a

berdinean

(n-1 ) d loda.

n=6,urrea),konfigurazioa nsl

Elementu honen k o n f i g u r a z i o a 5s2

talde

i z a n beharrean(n=4,kobrea,

hauen k o n f i g u r a z i o elektronikoa ns2 (n-1 ) d

2

4f8 izan beharrean,

6s

2

1 7 5d 4f da.

L a ( L a n t a n o a ) eta ~ ~ ( A k t i n i o a )

6s

2

4f

1

eta 7s2 5f1 izan b e h a r r e a n 6s2 5d

1

e t a 7s2 6d

1

dira.

AR 1 KETAK

3.1

.- Nola

a t e r a l i t e k e e l e k t r o i a r e n masa Thornson eta M i l l i k m - 8 7 expe-

rirnentuak k o n t u t a n h a r t u r i k ? .

32.-

Zenbat z i l a r

(P.at.

108) j a l g i k o d a katodoan Ag

=

+

ioien disolu-

z i o b a t e t a n zehar 5 A-tako k o r r o n t e e l e k t r i k o a o r d u e r d i batez pasarazten badugu?.

3.3.-

Bi experimentu e l e k t r o l i t i k o e g i n .dira:Batean kin

l a n eginez

-kantitate

3,177

g.Cu

berdinarekin

jalgi

d i r a eta

10,788 g.Ag.

tik?.Masa atomikoak: Cu = 63,54,

3.4.-

Litioak

(Z

A = 6)

-3,

neutroi

Hidrogenoa A =

1

bate-

bestean e l e k t r i z i t a t e -

Zer ondoriozta daiteke hor-

Ag = 107,í370.

b a t e k i n erreakzionatzen duenean

a p a r t i k u l a b a t j a u r t i k i t z e n du,eta

a)

gatz &upiko

zein d a geratzen den nukleoa?

; b ) Hidrogenoa A = 2 ; c ) Hidrogenoa A

= 3, d ) B e r i l i o a .

3.5.-

Bohr-en

lehen o r b i t a r i dagokion e n e r g i a -1 3,6O eV-koa b a l d i n ba-

d a ,zein izango d a l a u g a r r e n a r e n a ?.Erantzuna eV e t a J-tan eman.

3.6.-

Borh-en

3.7.-

izango li tzateke hidrogeno-

teoria k o n t u t a n h a r t u r i k ,zein

-atornoaren

e r r a d i o a , bere

funtsezko

egoeran

elektroia,kitzikaturik

dagoela e t a , b i g a r r e n

Einstein-en

kontutan

ekuazioa

baldin

balego?.Eta

o r b i t a n egongo b a l i t z ?

harturik,kalkula

ezazu

1 kg.-ko

masa b a t i dagokion e n e r g i a b a l iokidea.

3.8.-

Hidrogeno-atornoa rnai l a

batetan

k i tzikatzerakoan

kokatzen

da

1

bere

eV-ko

elektroia

energia

beste

energia

absorbi tuz.Kalkula

i t z a z u e l e k t r o i a k ,bere lehenengo egoerara i tzulbzerakoan ,erni t i tuko lukeen e r r a d i azioaren f r e k u e n t z i a eta u h i n - l uzera.

3.9.-

Hidrogeno-atomoaren r e n t z i a 20.10-l2

n = l e t a n=3 energi -inai len a r t e k o energi dife-

erg-koa

da.Zein

u h i n - l u z e r a t a k o e r r a d i s z i o a emi-

tituko

du

elektroiak

maila

batetik

bestera

jauzi

egiten

due-

nean?.Espektroko z e i n s e r i e t a n a u r k i t u k o d a m a r r a h o r i ? .

3.10.-

Bi

egoeren

zein

arteko energi

diferentzia

izango da elektroiak,batetik

46,12

~cal/mol-koa bada,

bestera jauzi

egiterakoan,ernl

t i t u k o duen a r g i a r e n f r e k u e n t z i a ? .

3.11

.-

H i d r o g e n o a r e n e s p e k t r o k o Balmer-en

seriaren barruko bigarren

o

m a r r a 4861 A-etan

agertzen da.Kalkula

ezazu u h i n h m i

dago-

k i o n e n e r g i a eta esan z e r i n f o r m a z i o ematen d i g u n honek h i d r o geno-atornoari

3.12.-

Bohr-en

eredua

-atomoaren n=l,

buruz.

harturik,kalkula

kontutan

erradioa eta b i r a k a a r i

itzazu

hidrogeno-

den e l e k t r o i a r e n a b i a d u r a

2 eta 3 zenbaki k u a n t i k o nagusientzat.

3.13.-

Zein d a h i d r o g e n o a r e n i o n i z a z i o - p o t e n t z i a l a ? .

3.14.-

Elektroi

baten

Kalkulatu V-ko

masa

9,1.10

zenbateko

-31

abiadura

potentzial-diferentzia

Kg.-koa

d a e t a k a r g a 1,6.10

lortuko

baten

duen

elektroiak

-19

1000

menpean.Esan,haIaber,zein

i z a n g o den e l e k t r o i h o n i d a g o k i o n u h i n a r e n u h i n - l u z e r a .

3..15.-

Uhin-gorpuzkulu cm/s-ko

bikoiztasuna kontutan harturik,kalkulatu

abiaduraz

h i g i tzen

den

protoiari

dagokion

6 10,

uhinaren

frekuentzia eta uhin-luzera.

3.16.-

Zenbat

egoera d e s b e r d i n e t a n egon d a i t e k e h i d r o g e n o a r e n elek-

t r o i a n=5 denean?: a ) 5,

3.17.-

ldatz

itzazu

hurrengo

egitura elektronikoak:

3.18.-

b ) 10, c ) 25,

zenbaki

d ) 50.

kuantikoak

dituzten

atomoen

9,19,32,36,59

a ) Z e i n i z a n g o d a 3d3 i k u r r e z ezagutzen d u g u n e l e k t r o i a ? . b)

Zein

izango

da

huri'engo

elektroiaren ikurra:n=5,

zenbaki

kuantiko

2 =3, m=l, S=-f ?.

horiek

dituen

C.

3.19.-

Gerta daitezkeen salbuespenak a l d e b a t e r a u t z i t a , i d a t z jarraiko

zenbaki

itzazu

k u a n t i k o d u n atomoen k o n f i g u r a z i o e l e k t r o n i -

koak:Z = 7,12,21,27,82. Esan, h a l a b e r , nora sartzen den, k a s u b a k o i tzean ,elektroi b e r e i z garria

eta

zeintzuk

izan

litezkeen elementu hauen b a l e n t z i a

i o n i koak. 3.20.-

ldatz

itzazu

eta

Germanio(Z=32),Rodio(Z=45)

Zerio(Z=SS) ele-

mentuen e l e k t r o i b e r e i z g a r r i a r e n l a u zenbaki k u a n t i k o a k . 3.21

.-

Ondoko

zenbaki

kuantikoen

taldeetatik

zein

da

zilegi

atomo

baten e l e k t r o i batentzat :

3.22.-

Jarraiko

konfigurazioetatik

esan ezazu zeintzuk

diren zilegi

funtsezko egoeran dagoen atomo batentzat. a ) i s 2 2s' S

3.23.-

; f

S

; b ) ls3 ; c ) 2s' 2

2s

2

; d ) 1s'

3s'

; e) i s 2 2s'

2p8

2p6 2d2.

Azal ezazu zenbaki k u a n t i k o e n laukote h o r i e t a t i k zeintzuk

di-

r e n p o s i b l e eta z e r g a t i k :

3.24.-

Jarraiko konfigurazio horietatik tsezko

egoeran

dauden

esan zeintzuk dagozkien fun-

atomoei,zeinzuk

kitzikaturik

daudenei

eta ,azkeni k ,zeintzuk dauden t x a r t o :

3.25.-

Ordena itzazu h u r r e n g o zenbak i k u a n t ik o horiek d i tuzten elek-

troiak

b e r e n e n e r g i a r e n arabera.Batzuek

energia berdina bal-

d i n badute batera i p i n i :

3.26.-

Esan

ezazu

zein

elernenturenak

diren

hurrengo

konf igurazio

elektronikoak: a ) l s 2 2s2 ; b ) 1s' d1°

3.27.-

; c ) i s 2 2s2 p 4 ; d ) 1s2 2s 2 p 6 3s2 p6 ;

4s2 p 3 ; e ) l s 2 2s2 p 6 ; f ) l s 2 2s2 p 6 3s2 p 6 4s'.

Jarraiko konfigurazioak i k u s i r i k : a ) l s 2 2s2 p 6 3s2 p 3 ; b ) l s 2 2s2 p 2 ; c ) l s 2 2s' P

6

3s

2

6 d10 f14 2 6 1 2 5s p d 6 s ; e ) P

p 6 6s2 ; f ) l s 2 2s

2

p

6

3s

2

p

;d)

l s 2 2s2

2 6 2 6 d10 f2 5s2 l s 2 2 s p 3s p

6d104s2

P

6

Esan : 1) Elementua a d i e r a z k o r r a , t r a n t s i z i o k o a a l a b a r n e - t r a l tsiziokoa

r r e n artean,

3 28.-

; 2)

den

Zein

periodotakoak

diren

; 3) Adierazko-

zehaztu z e i n elernentu den e t a z e i n t a l d e t a k o a .

J a r r a i k o esaldietatik zeintzuk

d i r a e g i a z k o a k e t a z e i n t z u k ge-

zurrezkoak:

o r b i t a l e n forma b e r d i n a d a .

2px

e t a 3p

laren

a)

2px

eta

3p

Y

orbitalen orientazioa berdina da.

Y

energia

'

3py - r e n a

b a i n o handiago da.

b)

c ) 3px o r b i t a d ) 2px e t a 3p

Y

o r b i t a l a k tarnainu b e r d i n e k o a k d i r a .

3.29.-

E l e ~ t r o i e n difrakzioak: teoriarekin

a)

ez

du

zerikusirik

De B r o g l i e - r e n

; b ) t e o r i a h o r i e g i a z t a t z e n d u ; c ) De B r o g l i e -

r e n teoria kontraesaten du.

3.30.-

Kontsidera itzazu hurrengo b i konfigurazioak: A)

l s 2 2s2 p 6 3s'

;

B) l s 2 2s2 p 6 6s'

Esan e g i a z k o a k a l a g e z u r r e z k o a k d i r e n : a ) A-tik

B - r a p a s a t z e k o ,einergia b e h a r d a .

b ) A , sodio-atomoa c)

da.

A e t a B elernentu d e s b e r d i n a k d i r a .

d ) Energia gutxiago behar d a B-tik t i k askatzeko baino.

e l e k t r o i b a t askatzeko ,A-

4 , - LOTURA K I M I K O A 4.1

.- LOTURA

IONIKOA

4.2.-

SARE-ENERGIA

4.3.-

BORN-HABER-EN

4.4.-

KR I STAL-SAREAK

4.5.-

LOTURA KOBALENTEA

4.6.-

LOTURA METALIKOA

Z l KLOA

4-1,-

LOTURA IONIKOA

Substantzien e g i t u r a daudela

ikusten

a z t e r t z e r a k o a n atornoen e l k a r t e z o s a t u r i k

da.Batzutan

konposatu

neutroak

osatuz,hoti,rnoleku-

l a k ,bestetan k a r g a d u n a k : i o i a k .

Atorno,rnolekula M IKOA esaten

tantzia

eta

zaio.Lotura

txikietara

i o i e n a r t e a n dagoen e l k a r t e a r i LOTURA K I kirnikoaren

h u r b i ltzerakoan

zergatia

beren

zera

da:

atornoak

elektroi-ho-

elkar

dis-

e g i ten

dute,sisternaren e n e r g i a g u t x i a g o t u z .

Lotura

kimikoan, kanpoko

koak , g a r r a n t z i ra-era 6

1s2

p

b a k o i t z a .Gas

)

nobleek

egonkortasun

balentzi

rnai l a k

tatea .Hernendik

geruzak, balentziaren

handia du.konfigurazio

azken

geruza

beterik

de¡ t u t a -

dutelarik

h a n d i e n e t a k o k o n p o s a t u a k dira.Beste

betegabeak dator

beren

rnai l a

edo e z a r b i d e h o n i d a g o k i o lotu-

elernentuek

d i tuzte eta h o r t a n datza bere e r r e a k t i b i -

"zortzikotearen

errege1a":atornoak

gehienetan, be-

ren azken g e r u z e t a n g a s nobleen z o r t z i k o t e e l e k t r o n i k o a k osatuz e l k a r tzen b a i t d i r a

.

Elkartze h a u b i era jeneraletan

izan daiteke:

-

e l e k t r o i e n h a r t z e edo e m a t e a g a t i k :

-

elektroi-pare

edo b i k o t e a k

lotura ionikoa.

e l k a r r e n a r t e a n k o n p a r t i tzea :lo-

t u r a kobalentea.

Konfigurazio batek,nahiz rrenetako elektroi-ordena

bata

n a h i z bestea i z a n , b e t i

l o r t z e k o j o e r a du.Molekularen

egonko-

e n e r g i a k atomo

isolatuena b a i n o t x i k i a g o a i z a n b e h a r d u .

Lotura

ionikoa,zeinuz

aurkako

karga

elektrikoa

duten

arteko e r a k a r p e n e l e k t r o s t a t i k o z sortzen da. l o i hauek metal-atomo tek ez-metal

atorno b a t i e l e k t r o i a k emanez sortzen d i r a . A d i b i d e z :

ioien ba-

Badirudi

l o t u r a ionikoa atorno elektropositiboak e l e k t r o i a k ernate-

k o eta elektronegat iboak hartzeko duten joeragat ik sortzen dela.

Atorno batek

irabazten edo galtzen duen e l e k t r o i - k o p u r u a r i

ELEK-

TROBALENTZIA edo b a l e n t z i a ionikoa esaten zaio.

Gure

.

b a i loi

kasuan,Na-aren

elektrobalentzia

bat

da eta

CI-arena

ere

hauek e l k a r t z e r a k o a n gas nobleen egi t u r a lortzen dute beren az-

,

ken geruzetan zortzi kotearen erregel a j a r r a i tuz.

Prozesu honen energi azterketak i k u s i k o d i tugu.

4.1.1

.-

lonizazio-energia

Definizioa:Gas-atorno

batek

elektroi

b a t askatuz i o i p o s i t i b o edo

k a t i o i b i h u r t z e k o behar duen energia d a ( I ) .

-----+ i o i a +

Atornoa + Ei

+

e-

Energia hauek b e t i p o s i t i boak d i r a .Atomo guztiek energia b a t jaso behar dute ionizatzeko.

Sistema

periodikoan, t a l d e

atornikoarekin, kanpoko e l e k t r o i a k direlarik

eta

energia

gutxiago

b a t e n b a r r u a n Ei t x i k i tuz doa zenbaki nukleotik behar

gero eta u r r u n a g o au-rkitzen

dute

i o i a eratzeko.Periodoetan Ei

h a n d i t u e g i t e n d a e s k u b i r a n t z k a r g a n u k l e a r r a h a n d i t u z doala eta.

Ionizazi0,energia eV

25 Lehenengo trantsizio-seriea

20

Bigarren trantsizio-seriea

15 Hirugarren trantsizio-seriea

'9 S

1

A

Lantanidoak ,

0 1 0 1 0 3 0 U ) 5 0 m 7 0 8 0 9 0 Zenbaki atoiikoa

4.l.Irudia

4.1.2.-

Afinitate elektronikoa

Gas-atomo b a t e k , e l e k t r o i

bat hartzerakoan,ioi

negatibo bihurt-

k o k a n p o r a t z e n duen e n e r g i a da. Atornoa

+

e

El~~aentua

4-1 .TAULA:

- --------+ l o i a -

+

Ea

A f i n i t a t e elektronikoa

Halogenoen a f i n i t a t e e l e k t r o n i k o a F-aren k a s u k o b a l i o ez-norrnala bere tarnainu

txikiaren

ondorioa

da,zeren

eta

hain

txikia

izanik,sar-

tzen den e l e k t r o i b e r r i a k k a n p o r a t z e k o i n d a r g o g o r r a k j a s a n b e h a r b a i t ditu. Propietate

hau

ionizazio-energiaren

aurkakoa d a eta bere por-

taera sistema e r i o d i k o a n zehar 1-renaren a l d e r a n t z i z k o a .

loien elektroien

elkartean

arteko

bi

indar-mota

eta

daude:erakarpen-indarrak

a l d a r a p e n - i n d a r r a k , sol i d o

ionikoa

sendotzeko, i o i a k

d i s t a n t z i a k o n k r e t u b a t e a n egon b e h a r dute,oreka-egoera

lortuz.

l o i a k forrnatzeko g e r t a t z e n d i r e n prozesuak hauek d i r a : Ei

+

Na (9)

e l e k t r o i h a u CI-aren

e

- +

3p

Z

+

Na'

(9)

+

e

-

o r b i t a l a k h a r dezake,energia

C l ( g )----------------

Beraz,prozesu

118,8

----------------+

+ C';g)

+

Ea

Ei = 118,8

Kca 1 a t -9

kanporatuz.

Ea = -86,5

Kca 1 a t -9

osoan b a d i r u d i e n e r g i a ernan e g i n b e h a r d e l a ,

+

Cl(g)

-------- +Na+

orduan H = 32,3

Kca l at-g

(9)

+

CI(9)

+

86,5

Hala ere,aurkako k a r g a k o r r a k ,sisternaren energia potentziala

N = Avogadro-ren

ioien a r t e a n

dagoen erakarpen-inda-

lege honen

a r a b e r a t x i k i e r a z t e n du:

zenbakia

z = elektrobalentzia e = elektroiaren karga r = ioien a r t e k o d i s t a n t z i a

ordezkatuz e t a U = 32,3

Datu ezagunak r = 10,6

tantzia

o

o

A emango digu-Honen ondorioz,l0,6

A

txikiagotan

e r a n ioi-pare

Na

+

-

Kcal dela j a k i n i k , a t g b a i n o ioien a r t e k o dis-

~ 1 - sisternak energia g u t x i a g o d u e l a r i k ,gas-ego-

b a t forrnatuko da.

C1 Na-ren egonrortasuna

Sistenaren indarrak

l o i a k h u r b i l t z w a k o a n e n e r g i a potentzida t x i k i t u z doa e r r a d i o bateraino,non

aldarapen-indarren

e r a g i n a n a b a r i tzen hasten ba¡ t da.Bada-

go egonkortasun maximoko puntua,eta hauxe d a l o t u r a - l u z e r a r i

U-ren formulak b i , ioientzat b a l i o d u , b a i n a ioi

bakoitza

beste

ioiez

dagokiona

k r i s t a l i o n i k o batetan

i n g u r a t u t a dago i n t e r a k z i o asko pairatuz,goiko

formula honela" zuzendu beharrean a u r k i tzen g a r e l a r i k :

2 N A e z, u = -

z2

1 (1

r

O

- T I

A = Madelung-en konstantea.Kristalaren egi turaren rnenpekoa da.

r =

Konstante bat ; konposatu bakoi tzarena.

U-ri

SARE-ENERGIA esaten zaio,eta

honela definitzen da:

kontrako k a r g a k o i o i gaseosoen arteko erakarpenaz,kristaI-sare ionikoa sortzeko kanporatzen den energia"

Sare-energia korragoa

eta

bere

gero eta

handiagoa

urtze-puntu

eta

izanik , k r i s t a l a

irakite-puntuak

gero eta egon-

gero eta

altuagoak

izango d i r a .

Formulan i k u s dezakegunez, kideko baldintzetan, k a r g a handiagoari sare-energia

4,3,-

gehiago dagokio eta era berean tarnainu ion¡ k o a r i

BORN-HABER-EN Elenjentu

.

ZIKLOA

gaseosoetatik hasiz,solido

ioniko

bat

eratzea,energi

prozesu bat besterik ez da.

Metodo hau sublimagarri apl ikatzen

da

eta

bal iagarria

jakiteko besteak ezagutuz;batez

et disoziagarri

d i r e n substantzientzat

izango

rnagni tude

zaigu

ere,afinitate

ezezagunak

elektronikoa experirnental-

k i aurkitzea oso z a i l a da eta.

Hidruro a l k a l i n o baten erakuntza aztertuko dugu (CINa).

Egoera arruntean,kloroa eta sodioak honela erreakzionatzen dute, gatza emateko:

H,formazio-beroa

izanik.

-

Araka ditzagun u r r a t s g u z t i a k :

1

.- Metalaren

2.-

lurrinketa:

Metalaren ienizarioa(gas-egoeran)

E i , ionizazio-energia 3.-

Ha logeno-rnolekula r e n disoziazioa 1

+ 1 D

--------

+C'(9)

13, disoziazio-energia 4.

-

Ha logeno-a tomoaren ion izaz ioa CI ( g )

+

- -----------+ C I - ( g )

e

+

Ea

E , a f i n i t a t e elektronikoaren energia a

5.-

loien artean elkartzea,gas Na+

(9)

+

U, sare-energia Prozesu osoa l a b u r b i l d u z ,

C'-(d

egoeran,solido ionikoa emateko

---------+ Na+

C I - ( ~ )+ U

Hess-en

legeak

d e t a t i k e g i n d a ere.Hau

dioenez,energi

b a lantzea b e r d i n a da edozein b i -

da:

Z i k l o honekin edozein e n e r g i a k a l k u l a tuz'gero,eta

mota honetako erreakzioak

dezakegu besteak ezagu-

ulertzeko a r g i b i d e a ernaten d i g u

Konrdinazio-indizea: i o i b a k o i t z a i n g u r a t z e n duen zeinu a u r k a k o ioi-koourua

da.

l n d i z e h a u k a t i o i e n t z a t eta anioientzat desberdina Konposatuaren egonkortasunak t u r a r i k egonkorrena

i z a n daiteke.

ematen d i g u . l n d i z e a 2 izango b a l i tz,egi-

l inea l a izango l i tzateke, (B-A-B)

minimoak egiten b a i t d i t u . E r r a z k i

i k u s t e n da 3,4,6,8

egi t u r a k a l d a r a p e n indizeei disposizio

t r i a n g e l u a r r a , t e t r a e d r i k o a ,oktaedrikoa eta k u b i k o a dagozkiela.

Katioi

eta

anioiren

erradio

ionikoen

arteko erlazioa

garrantzi

handi koa da egi t u r a k r i s t a l inoa ezagutzeko.

Erradioen arteko erlazioak gu.Gatz

arruntaren

zio-indizeari

k o o r d i n a z i o baten muga azal tzen d i -

kasuan, k o o r d i n a z i o o k t a e d r i k o a d a eta 6 koordina-

dagokion e r l a z i o a h a u da:

rk/ra = 0,54 ; k r i s t a l a honela

eratzen d a :

Na C 1 - a r e n

care ionikoaren egitura

4.3.Irudia.

Koordinazio

honen muga ,anioiak

elkarren artean

ukitzen

dire-

nean izango da eta erradioen erlazioa ondorengoa.

Beraz,katioia

,txikiago izango b a l i t z honelako egitura batek e;z

,

luke egonkortasuni k lauren koordi nazio-egi tura bat egonkorragoa izanik (ikus ondorengo i r u d i a )

Era berean, taulan di tugun mugak k a l k u l a di tzakegu.

Koordinazio-indizea

Disposaketa rR/rA adibideak

0.15 baino txikiagoa F H+F

2 lineala

0-

3 triangeluarra

0,15tik 0,22ra

o4 tetraedrikoa

0,:Ztik

0-

*

0.4lera

o

@

handiagoa O,,. baino

c1 C1

4,5,-

o

eC1 '

-

1

L O T U R A KOBALENTEA Konposatu kirniko gehienak ez d i r a ionikoak,kobalenteak b a i z i k . Lotura

ionikoan elektroi-transferentzia

lentean,elektroien orbitalak osatuz.

dago,aldiz,lotura

koba-

KONPART l Zl OA edo ELKAR-PARTA1 DETZA gertatzen da,

4 .5.1-

Lewis-en

Bi

teoria

atomo

elkarrengana

h u r b i l tzerakoan, l o t u r a

kobalentea

dezakete e l e k t r o i a k k o n p a r t i tuz. Konpartitze h o r i elektroi-bikoteka da ,gas

nobleen

egi t u r a

egonkorra

lortzeko; honela, teoria

era

egiten

honek

lehen

i k u s i t a k o zortzi kotearen erregela j a r r a i tzen d u e t a geroago i k u s i k o dugunez

ez

da b e t i erregela h a u betetzen s a r r i t a n azken geruzak harnar

eta hamabi a r t e gehi agotuz geratzen direlako.

Adibidez,CI-aren

molekula eratzen denean,

atomo b a k o i t z a k gas nobleen e g i t u r a hartzen d u z o r t z i elektroiekin,baberezkoak eta besteak elkar-partaidetzakoak.Orduan

tzuk

troi-transferentzirik,konpartitzea

Konparti t u a k bat

baino.

dauden e l e k t r o i - b i k o t e

dagokio.Loturak ,puntu

ez dago elek-

,

b a k o i t z a r i l o t u r a kobalente

edo rnarratxoen bidez errepresentatzen d i r a

.

(Lew iS-en errepresen tazioak )

..

H; N I H H2

3

H;:~"H

.a

ii H -0Askotan,atornoek behar

dute

H

elektroi-bikote

H - N - H

;I

bat

l o t u r a a n i z k o i t z a ernanik.0xigeno

baino eta

gehiago

konpartitu

azetilenoaren kasuan

beza 1 a.

Atorno

bakar

batek

elektroi-bikotea

hauxe da l o t u r a kobalente KOORDlNATUA

ematea

ere

gerta

daiteke

1; H

H+

+

H ; O.. . H

H+

+

H - o - H

Elektroiak eta

besteari

ematen d i t u e n

*]

.+

-L-b-H]* I

atomoari elektroi-emailea ikusitako

elektroi-hartzailea,Goian

kasuan

esaten Oxigenoa

zaio da

elektroi-emai lea eta Hidrogenoa e l e k t r o i - h a r t z a i lea.

L o t u r a kobalente k o o r d i n a t u a

atomo elektroi-emailetik

elektroi-

-hartzai l e r a doan gezi baten bidez adierazten da.

4.5.2.-

Balentzi-orbitalen

Bi

teoria

hidrogeno-atomo

lentea ematen dute,haien

elkarrengana

h u r b i l tzera

~ t u r a koba-

a r t e k o interakzioaz.

B i protoien a r t e k o zonaren dentsi t a t e elektronikoa h a n d i t u egiten d a b i e l e k t r o i a k lekua

nukleoen

k o n p a r t i t z e n d i r e l a r i k eta p r o b a b i l i t a t e gehieneko

artekoa

dira aldarapen-indarrak

da.Era

honetan ,atomoak

elkarrekin

g e l d i tuko

g a i n d i tuz.

Prozesu h a u azal tzeko,Hidrogenoaren

o r b i t a l atomikoak gaineza-

rri edo e s t a l i e g i t e n d i r e l a esaten da.Zona

honetan b i e l e k t r o i a k o r b i -

tal

berean

spinekoak

i z a n d a i tezkeenez, Paul i-ren izan

behar

dute,eta

p r i n t z i p i o a r e n arabeiza, a u r k a k q

atomo b a k o i tzeko o r b i t a l a k

erdibi turik

egongo d i r a .Bi o r b i t a l atomikoen gainezartzeak ORBITAL MOLEKULAR edo balentzi-orbi t a l b a t sortzen du.Bdraz, l o t u r a kobalente b a t sortzeko,atomo b a k o i t z a k

orbital

librean elektroi

desparekatu b a t .gutxienez

izan

behar

du,bi

atomoetakoak

aurkako

spina

eta

gainezartzeko

gai

izan

behar dute.

Elementu

baten

KOBALENTZ IA,

elementu

horrek

osa

d i tzakeen

l o t u r a kobalenteen kopurua da.

Elkartzen diren orbitalak Hau d a

, 2s

energi

berdinetako i z a n behar dute.

o r b i t a l a beste 2p b a t e k i n lot daiteke,2px

i n o i z ez 2s 3d batekin,oso

Atomo

batek, betegabe

egin,dezake.Adibidez,Oxigenoak

Ox igenoa

F luoroa

Karbonoaren

2 5 -arekin,baina

energi desberdinak dituztelako.

duen

orbital

adinbat

lotura

k o b a l e n t z i a b i du,Fluoroak

kobalente

bat:

0 0 1p Ji

egi t u r a

0 1-1 elektronikoa

ikusten

denean, kobalentzia

b i litzatekeela d i r u d i ,baina badakigu l a u lotura egiten dituela.

Karbonoa

Lotura-kopurua talen

menpean

direla

esaten

egoera k i t z i k a t u b a t e t a n e d u k i ditzakeen o r b i -

dago.Elektroiak da.Egoera

berri

beste

orbitaletara

honetan

promozionatu

lau orbital

libre ditu

egiten loturak

emateko p r e s t .Honela azal d i t z a k e g u beste b a l e n t z i a k :

Kobrlentzirk

3s

Suf r e a

4

l k u s t e n denez, b i g a r r e n p e r i o d o a r e n elernentuek gehienez ere, l a u l o t u r a forma d i t z a k e t e ( o r b i t a 1 edo

sei ( d o r b i t a l a k

S

e t a p ) , F o s f o r o a k e t a Sufreak,aldiz,bost

erabi 1 i z ) .Elektroiak

energi

gehiagoko

orbitaletara

doaz,baina o r b i t a l e n e n e r g i d i f e r e n t z i a k ez d u h a n d i e g i a i z a n b e h a r .

4.5.3.-

M o l e k u l e n geometria

Balentzi

orbitalen

rritzen da.Lotura

teoria,orbitalen

i o n i k o a k ez

izaera

direkzionalean

d u direkziorik,ioiek

oina-

edozein d i r e k z i o t a n

i n g u r a dezakete z e i n u a u r k a k o beste i o i a .

Beheko

i r u d i a n , konposatu

d i r a eta b e r e n o r b i t a l a k

batzuren

molekulak

errepresentatzen

gainezartzerakoan eratzen dituzten

i r u d i geo-

metrikoak.

l (E)

II

lineala

Piramidala

Angeluarra

Fluor-molekularen l o t u r a a o r b i t a l e n b i d e z osatzen da.Beraz,rnolekula

Iineala

hidrogenoaren angeluarra gelu

izango

da.Ur-molekula

osatuz.Era

teorikoak

formatzerakoan,Oxigenoaren

1s o r b i t a l e n a r t e a n e l k a r r e z a r p e n a

90°-koak

berean,ampniakoarena

piramidala

i z a n a r r e n , benetakoak

geno-nuk leoen a r t e k o a l d a r a p e n a g a t i k .

sortzen

p

eta

da,molekula

da.Lotura-an-

h a n d i a g o a k d i r a Hidro-

Orain;CH4 t r o n i koaren

,metano-molekula

arabera, l a u

lotura

i k u s i k o dugu.Bere

desberdi n

eman

konf i g u r a z i o elek-

beharko

l ituzke, b a i na

experimentalki l a u r a k b e r d i n a k d i r e l a frogratzen da.

Karbonoa

0 6 1* [

Gertakizun honen azalpena zera da: CHq karbonoaren

S

eta p o r b i t a l a k

elkar

rnol e k u l a osatzerakoan

konbinatzen

d i r a , l a u o r b i t a l ,hi-

b r i d o ( s p d) b a l i o k i d e et t e t r a e d r i k o k i k o k a t u a k sortuz.

hibridazioa

* P'

H

H ..

4.10.Irudia. ~oroak,q>~ h i b r i d a z i o a du.Honek,egitura tzen du,BF3 -ren

kasuan bezala.Beri l ioak

triangeluar

sp,egitura

l ineala

launa

sor-

aurkezten

"&e7 p hibridoak P

mm

O r b i t a l hib ridoen norantza

ibridoa

lineala

4.5.4.-

Lotura anizkoitza

Orain

arte

ikusi

ditugun

loturak

l inealki

lotzen ziren; l o t u r a

hauei o esaten zaie.

Lotura b i k o i t z a eta h i r u k o i t z a k agertzen direnean, n l o t u r a izenekoak ere p a r t e hartzen du. n l o t u r a , h i b r i d a t u

gabeko

(t

b i orbitalen

arteko el karrezarmenaz sortzen da.

Etileno-molekulan

+

sp

n (p+p)

)

lotura

ematen

Karbonoak

sp2

loturak

d u e t a , ~ (sp2

+

du.Gainera pj X-mbonoak l o r t zen direnean beste

l o t u r a sortzen da.Hidrogenoarekin

r a b i k o i tzaren

hibridazioa

loturak

egi t u r a desberdinetakoak

Q

(sp2 +

S)

dira.Lotu-

d i r a : b a t a o eta bestea

Azetilenoan

Karbonoak

sp

hibridazioa

hartuko

du,lotura

bat

i z a n i k e t a beste b i a k n .

4.5.5.-

Erresonantzia Molekula asko e r a desberdin b a t z u e t a r a i r u d i k a daitezke Lewis-

-en diagrarnez.Adibidez

Kasu

bakoitzean,lotura

ez d a berdina,nahiz bakoitzak

nitrato ioia:

bikoitzaren

bidez

lotzen

den Oxigenoa

e t a i o i n i t r a t o a n Oxigenoak b e r d i n a k izan.Formula

i k u s p e g i p a r t z i a l b a t b a k a r r i k adierazten d u eta h i r u r e t a k o

b a t ere ez d a e r r e a l a , b i t a r t e k o

Kasu hauetan

bat baizik.

ERRECONANTZIA

dagoela esaten da.Eskema

bakoi-

tza e g i t u r a erresonantea d a e t a guztien bidez adierazten d a molekularen egi tura:

Ni t r a t o

ioia

hiruren

a r t e k o erresonantziazko h i b r i d o b a t dela

esaten d a e t a l o t u r a b i k o i t z a e z k o k a t u r i k dagoela.

4.5.6.-

Polaritatea

Karga

posi t iboen g r a b i tate-zentrua

eta k a r g a negat i boena leku

berberan f i n k a t u r i k ez daudenean dipolo e l e k t r i k o bat osatzen da.

H

eta F2 rnolekuletan b i atornoek ,berdinak direnez gero, berdin-

2

k i e r a k a r r i k o dituzte elektroi ezarri ta

egongo

d i r a .Hala

renean,elektroiek

konpartituak,eta

ere,rnolekula

elektronegatibitate

dipolo e l e k t r i k o bat sortuz,eta

baten atornoak desberdinak

gehiagoko

Kobalente. p o l a r r a

C12

HCl

kargaren gehiagotzea

oat

jotzen

di-

dute,

0

kobalente apolarra

polar

atornoetara

rnolekula hori p o l a r r a izangoda.

4.16.Irudia.

Molekula

molekularen erdi erdian

honela

Ionikoa

irudikatzen da:

NaCl

6+ 6 -'H - C I ,non

6+

edo gutxiagotzea esan n a h i b a i t du .Dipolo baten

indarra neurtzeko,rnornentu

d i p o l a r r a def i n i tzen dugu:

6 = karga desplazatuaren frakzioa q= elektroiaren k a r g a

d= nukleoen arteko distantzia.

Lotura

forrnatzen duten

atornoen

elektronegati b i tate-diferentzia

zenbat eta handiagoa izan, hainbat eta ionikoagoa izango da konposatua eta,beraz, p handiagoa.

Kontutan h a r dezagun,lotura kobalentea

dela.Paul ing-ek

ionikoa p o l a r i t a t e rnaxirnoko lotura

zioenez,elektronegatibitate-diferentzia

1,7

denean, loturaren %50a ioni koa da. Diferentzia handi agoa denean, konposatua gehienbat ionikoa izango da eta t x i k i a denean,kobalentea.

4.5.7.-

Konposatu k o b a l e n t e e t a i o n i k o e n e z a u g a r r i o r o k o r r a k

lonikoa

-

Koba ten tea

loiez o s a t u r i k o s a r e k r i s t a l i n o a k .

D i r e k z i o j a k i n gabeko 1otura.loiak leku guztietatik

-

Sare m o l e k u l a r r a

-

L o t u r a zuzendua . O r b i t a l a k

inguraturik

e l k a r t z e n d i r a forma georne-

d a u d e z e i n u a u r k a k o ioiez.

trikotako banaketak hartuz, d i r e k z i o preferente baten bidez

-

- Gogor(ioien arteko i n d a r nabar i a k )eta hauskorrak:

.

Egoera s o l i d o a n g e h i e n a k b i gunak dira.Salbuespenak: diarnante,CSi ,Si02.

-

-

Urtze- e t a i r e k i t e - p u n t u a k

-

altuak

a u r k a k o ioien arteko erakarpenak

b a x u a k ,rnolekulen a r t e k o i n -

handiak direlako

d a r r a k oso a h u l a k b a i t d i r a .

-

E r o a l e a k f u n d i t u r i k daudenean ioiak dituztelako

-

-

Urtze- e t a i r a k i t e - p u n t u a k

ez d u t e l a k o elek-

t r o i l i b r e r i k ez i o i r i k .

D i s o l b a t z a i l e p o l a r r e t a n ( H 0,NH ) 2 3 disolbagarriak

-

Disoluzioan erreakzioak bapate-

-

Disolbatzai le apolarretan (C6H6,C14C)

koak d i r a .

4.5.8.-

Ez-eroaleak

disolbagarriak

D i s o l u z i o a n a b i a d u r a mantsok o e r r e a k z i o a k ematen d i tuzte

Molekulen arteko loturak

Atomoek,lotura tuzte.Baina

rnolekulak

k o b a l e n t e z elkartzerakoan,rnolekulak osatzen d i euren

artean

lotu egin

behar

dira,osterantzean

independenteak g e l d i t u k o l i r a t e k e g a s a k izanez edozein t e n p e r a t u r a t a n . Molekulen a r t e k o b i lotura-mota

ikus ditzagun.

a ) H i d r o g e n o - l o t u r a edo "Hidrogeno-zubia"

Hidrogenoa,oso e l e k t r o n e g a t i b o e t a bolumen t x i k i k o elernentuekin konbinatzen

denean(F,O

eta

N), h a n d i k sortzen d i r e n konposatuek joera

h a n d i a d u t e rnolekulaz-rnolekula

elkartzeko.

Hidrogeno-atomoa oso elementu elektronegati boekin l o t u t a dagoeI a r i k ,adi bidez

Oxigenoarekin, l o t u r a r e n

dago Oxigenoagatik, honela hurtzen

da

elektroi-parea

protoia,karga

alboko molekularen

oso

positibozko polo

Oxigenoarekin

e r a k a r r ita

indartsu bi-

l o t u r a e l e ~ t r o s t a t i k ob a t

osatuz. l kusten denez, l o t u r a h a u oso d i polo b o r t i tzen arteko l o t u r a da.

b ) Van der Waals-en

indarrak

Gehienetan,molekula dira:molekula

a p o l o r r e t a n agertzen d i r a . l n d a r

a s i m e t r i k o batek,mugimendu

sor dezake eta honek,halaber,ondoko hau l i p a r

elektronikoagatik

hauek zera dipolo bat

molekulak i n d u z i tzen d i tu. l n d u k z i o

batean amai tzen da.Beraz, Van der Waals-en

i n d a r r a k dipolo

induzituek e r a g i t e n dituzte.

Oso

indar

ahulak

egiten dira.Lotura-energiak

dira

eta

bolumen

molekularrarekin

handitu

b a l i o hauen a r t e a n daude:

Van der Waals Hidrogenc-lotura L o t u r a koba lentea

0,l 10

125

-

35

-

40

- 800

kjul/mol. II

11

l n d a r hauek gas geldoen atomoen artean,egoera sol i d o edo 1 i k i doan sortzen d i r a edo bestela,molekula p o l a r r e t a n .

,

L c t u r a honetan e l e k t r o i a k ez daude e l k a r r e k i n lotuak atomo-pare j a k i n

bati

baizik,eta

ioi

positiboen

artean

libreki

mugitzen d i r a

honi ,metal

b a t e n hodei elektronikoa esaten zaio.

Lotura-mota

hau

elementu

metal ikoetan

eta

beren

aleazioetan

errazki

ematen

d i tuzte ioi

agertzen d a .Elernentuek zera betetzen dute:

1 ) lonizazio-energia

baxua, beraz e l e k t r o i a k

p o s i t i b o a k eratuz.

2) B a l e n t z i - o r b i t a l a k

Metalek elektroien tuak,sareko

hutsik,elektroiak

beroa

eta

a i s e k i mugitzen d i r e l a r i k .

e l e k t r i z i t a t e a --eaoateko

rnugikortasunagatik

ematen

da.Urtze-

atornoen a r t e k o e l k a r - i n d a r r e i

eta

zor zaizkie.

duten

erraztasuna

i r a k i te-puntu

al-

AR l KETAK 4.1

.-

Lewis-en

diagrarnen

bidez,ondorengo

rnolekulen

erakuntza

azal

ezazu :

4.2.-

Zer lotura-mota

dute konposatu hauek ;

H2S, Al,

I.3.-

Kasu

hauetako

KN03, NH,

atorno

+

L i B r , NH4Cl

zentralaren

balentzi-orbitalen

hibridazio

egok i a eta rnolekulen geornetria a u r r e s a n ezazu:

CS,

U4.-

85.-

CBr,,

PF3,S03,Si H ,,

2CI02, SO4 CH4,c0:-,

,

O F ~

PCI3 eta PCI5 konposatuak k o n t u t a n hartuz,esan ezazu:

-

Zeinek e d u k i k o duen u r t z e e t a i r a k i t e - p u n t u altuena

-

lzango duten

Zer substantzi mota d i r e n

Ordena

hibridazio-mota e t a geornetria

i t z a z u ondorengo konposatuak beren urtze-puntuen arabe-

ra,eta j u s t i f i k a ezazu egindako ordenaketa,

KF, Rb l ,RbF,CaF2

4.6.-

Ondorengo

substantzien

dauden esanez,kasu

HF,CH30H,

47.-

forrnulak

gara

itzazu,hidrogeno-loturak

bakoitzean h a i e n i n d a r r a azaldu.

H I , H p , CH3F, H2S4,NaF

,CI20

Egongo a l d i r a l o t u r a a n i z k o i t z a k rnolekula hauetan?. HCN, CS2, COZ, F20, H2C0

48.-

B I 3 rnolekula a p o l a r r a bada,bere

l o t u r a k p o l a r r a k izan a r r e n

zein i z a n daiteke rnolekularen geornetria?.

,

4.9.-

E l e k t r o n e g a t i b i tatearen b a l ioak i k u s i z gero, aurresan ezazu izaera i o n i k o edo kobalentea h u r r e n g o kasuetan: a)

oxido

alkalinoetan,

b)

sulfuro

i ~ r r a l k a l i n o e t a n , ~ aluminio )

haluroetan.

4.10.-SiH3F-k

4.11 .-Esan

rnornentu d i p o l a r r i k b a a l du? Azaldu

zer

rnotatakoak

izango d i r e n

ondorengo konposatuak:Magne-

sioa ,Li t i o sulfatoa eta etanoa .Aurresan beraien e z a u g a r r i a k : a ) agregazio-egoera

baldintza arrruntetan

b ) u r a r e k i k o d i s o l b a g a r r i tasuna eroankortasun e l e k t r i k o a

C )

4.12.-Elektronegatibitatearen lartasun

hazkorraren

Li-S,C-I.Zeintzuk

bidez ordena

i t z a z u hurrengo l o t u r a k po-

arabera:P-S,P-C

I ,Si-CI ,Si-F, K-F, Na-Br,Ge-O,

d i r a ionikoak eta a p o l a r r a k ? .

4.13.-Azal

i tzazu substantzia hauen urtze-puntuak

4.14.-Azal

i tzazu ondorengo i r a k i te-puntuak

rnolekularen arteko loturei

dagozk ienez. H20

4.15.-

Kalkula

itzazu

SH2

katioiaren

SeH2

TeH2

koordinazio-indizea

eta konposatuaren

egi t u r a geornetrikoa: K I , CaO,LiBr,

4.16.-Zein

SrF2,CsBr,Ba0.

d a u eta n loturen a r t e a n dagoen d i f e r e n t z i a ?

5,- E R R E A K Z I O K I M I K O E N E N E R G I A , OREKA K I M I K O A , 1,P A R T E A 5.1.-

PROZESU KlMlKOAK ETA ENERGIA.

5.2.-

TERMODINAMIKAREN LEHEN P R I N T Z I P I O A .

5.3.-

FORMAZ 10, DISOLUZ l O ETA ERREAKZ 10-ENTALP IAK. HESS-EN LEGEA.

5.4.-

TERMODINAMIKAREN

BIGARREN PRINTZIOA.ENTR0-

PIA.

5.5.-

ENERG l A ASKEA ETA ENTALP l A ASKEA. ETA G I BSS-EN

5.6.-

PROZESU NEOAK.

HELMHOTZ

FUNTZ I OAK.

K l M l KO

ESPONTANEO

ETA EZ-ESPONTA-

5.1

.- PROZESU

K l M l KOAK ETA ENERGIA.

Prozesu energ ia r e k in

edo

fenorneno

kirniko

guztiek

dute

zerikusiren

bat

.

Argi

eta

g a r b i a g e r t z e n d a edozein a l d a k u n t z a k i r n i k o k ener-

gi trukaketa bat dakarrela berarekin.

Honen ren

arrazoia

egi tura-al daketa

birbanaketa.

oso bat

Horretarako,

sinplea

suposatzen

CI--CI

C12

eta

H--H

Erreakzio kirnikoak

du;

hots,

erreakzionatzen

l o t u r a k a p u r t u e g i n b e h a r dute,

Adibidez,

da:

+

H2

loturak

-

rnateria-

rnateriaren

atornoen

molekulen

barruko

duten

e t a beste l o t u r a b e r r i b a t z u k sortu.

apurtu

2 H CI

egiten

dira

eta

H--CI

lotura

b e r r i a k sortzen d i r a .

Lotura apurtzen

diren

guztiek loturen

energia

berdina

kopurua

berdina

ez

dutenez

izen

eta

behar

ez

sortzen denez

eta

gero,

edozein e r r e a k z i o k i m i k o t a n e n e r g i a l d a k e t a k a g e r t u k o d i r a .

Energi

aldaketa

hauei erreakzio-beroa

izena ematen zaie,

eta

hau i k e r t z e n d u e n z i e n t z i a r i Termokimika.

Aldakuntza dugu, gi

zein

izan b a i t daiteke:

trukaketak

bairnentzen

bairnentzen d u e n a ) tzen )

kirnikoak

eta

estudiatzerakoan irekia

dituena),

isolatua

sistema

bat

bereizten

( i n g u r u a r e k i k o m a t e r i a e t a enec it x i a

(ez d u

(energi

trukaketa

inolako trukaketarik

soilik

baimen-

. Sistema

peratura,

deskribatzeko egoera-funtzioak

presioa,

behar d i t u z t e :

bolurnena..

.) .

Hauek

erabiliko ditugu

hurrengo

ezaugarriak

(tenbete

1 guztiena

.-

Nahikoa

ere

da

jakiteko,

102

-

egoera-funtzio elkarren

dei t u r i k o e r l a z i o batzuen bidez.

gutxiren

rnenpean

bait

b a l ioa j a k i tea daude

Esate baterako,

beste

egoera-ekuazio

gas idealen kasuan

P V = n R T izango litzbteke.

2.-

Sistema

baten

egoera

aldatzen

denean,

egoera-funtzioen

b a l ioek ez dute a l d a k e t a egi teko j a r r a i t u den b i d e a r e k i k o menpekotas! nik,

h a s i e r a k o eta amaierako

Arestikoa dez,

energia,

egoeren rnenpean daude soi l i k .

kontutan h a r t u r i k ,

entropia etabar;

ez,

egoera-funtzioak ordea,

sistemari

ez d i r a ,

adibi-

ernandako beroa

edo e g i n d a k o lana.

Berehala ikusten b a t t d a (Pa,Va)-tik g i n d a k o l a n a j a r r a i t u r i k o b i d e a r e n rnenpekoa

Va 5.1.Irudia.

"b

(pb,vb)-ra

i r a g a t e k o e-

dela.

Va 5 -2.I r u d i a .

Vb

(P ,Va) kondizio batzuetatik, (Pb.Vb) kondizioetara abiatz&o, sistema batek egin ditzake b i bide desberdin.Kasu bakoitzean egindako lana desberdina da. Ezkerreko e g i n d a k o l a n a W,

irudian

agertzen

den

bideari

j a r r a i tzen

badiogu,

( m a r r a t u r i k o a z a l e r a ) zera izango da:

( b i g a r r e n g r a f i k o horreEskui nekoari j a r r a i tzen badiogu, W 2 t a n m a r r a t u r i k o a z a l e r a ) hurrengoa izango d a :

Garbi dago:

W1

#

W2

dela ( k a s u k o n k r e t u honetan W2>Wl)

Beroa

ere

egoera-aldaketa Horrek

esan

ez

da

egoera-funtzioa.

berbera

nahi

tea,

jarraituriko

tako

bidean

beroa

zein

d u egoera-aldaketa b i d e a r e n menpean

beroa

zero

bait

da

Joule-k

lana

frogatu

erabi l iz

egin

egin

zuen

d a i tekeela.

egiteko e r a b i l i t a k o bero-kantitadagoela,

zeren

eta

lana erabi l i -

eta beroa e r a b i l i t a k o a n hau,

noski,

ez da zero izango.

Kirnikan

bi

sio k o n s t a n t e a n

e r a b i l tzea:

hartzen sistemak

badu,

d i r a e r r e a k z i o b a t egiterakoan:

p-

edo bolurnen k o n s t a n t e a n .

Bestalde, ba t

b i d e segitzen

behar-beharrezkoa Beroarentzat,

posi t i b o a

j a u r t i k i tzen

sisternara

izango

badu,

da

da;

eta

negatiboa.

zeinu-erizpide sartzen

bada

sisternatik

tinko edo

irteten

Lanarentzat,

bakar

sisternak b a d a edo

erizpidea

alde-

tantzizkoa izango d a .

5 2

-

TERMOD l NAM l KAREN LEHENENGO PR I NTZ I P I OA

Termodinarnikaren

.

lehenengo p r i n t z i p i o a K zera d i o : "Sistema b a -

ten barne-energiaren

a l daketa,

nare.n rnenpean dago,

h u r r e n g o formulak adierazten d i g u n legez":

Erreakzio bada :

Orduan:

Eta:

kimikoa

beroaren a l d a k e t a r e n eta egindako l a -

bolurnen

konstanteko

b a l d i n t z e t a n burutzen

Hau

da,

barne-energiaren

erreakzio-beroaren

aldakuntza

b o l umen

konsta nteko

b e r d i n a da.

E r r e a k z i o ponpa k a l o r i m e t r i k o b a t e t a n egiten bada, neur d a i teke Qv eta,

beraz,

A E.

A E j a r t z e n dugunean,

AE = E2

-

E,

erraz

zera a d i e r a z i n a h i dugu:

= Eproduktuena

-

Eerreakt iboena

Beraz, esate baterako, e r r e a k z i o h a u badugu:

E

Eegoera b e r r i a

E rreakzio esan genezake:

E

>O

E

<

O

bat

-

>

O

Qv

<

O

E r r e a k z i o kirnikoak, tean egiten,

Ehasierako egoera

bolumen

Qv

-

-

konstaitean

----t

ordea,

e r r e a k z i o exoterrnikoa

n o r m a l k i ez d i r a bolumen konstan-

AW

AW = P.AV

edota :

$

=AE

+ P.AV

zera

e r r e a k z i o endoterrnikoa

Orduan :

-

denean,

-

b a i z i k e t a p r e s i o konstantean

A E = +

gertatzen

denez gero:

(egurats-presioan).

Bigarren ataleko batuketak, rezi b a t h a r t z e n d u :

H

Entalpia.

askotan

a g e r t z e n denez,

Edo hobekiago:

izen be-

Entalpiaren gehikun-

tza, A H.

+ P. A V

AH = A E

Orduan

A H = Qp

Erreakzio b a t presio konstantean

H

>

O

H

<

O

-

-

Qp

>

O

Qp

<

O

A E e t a AH-ren

Sol i d o ohi

direnez,

eta

e r r e a k z i o exotermikoa

. ,

1 ik i d o e t a n

ordea,

e r r e a k z i o endoterrnikoa

a r t e k o d e s b e r d i n t a s u n a P.AV g a i a n d a t z a .

P A V g a i a ez

Gasetan,

-

gertatzen bada :

b o l urnen-aldakuntzak

da

kontutan

arbuiagarriak

hartzen eta orduan:

izan

AH =AE.

A V ez a r b u i a g a r r i a e t a g a s i d e a l a k k o n t s i d e -

ratuz:

P V = n R T

PA V + VA P = A n R T

A E e t a A H-ren

Presio

(tenperatura konstantean)

a r t e k o d e s b e r d i n t a s u n a A nRT g a i a k ernaten du.

konstanteko

eta

bolurnen

konstanteko

honela d e f i n i tzen b a d i r a :

Cp = A Q ~ / T

Eta

dela j a k i n i k ,

AQp =

AQv + A n R T

zera atera daiteke: * C p

Hau d a ,

Mayer-en

-

Cv = A n R

teorema a t e r a d a i t e k e .

bero-ahalrnenak

5 .3.-

DI SOLUZ I O ETA ERREAKZIO-ENTALP IAK

FORMA2 I O,

.-

5.3.1

Beren s i t a , . eta

Forrnazio-entalpia

zera da:

forrnarik egonkorreneanaurkitzen

presio konstantean,

HESS-EN LEGEA.

d i r e n elernentuetati k

ha-

konposatuen rnol b a t e r a t z e r a k o a n g e r t a -

tzen den e n t a l p i a l d a k e t a .

Lorstzeko, zera suposatzen d a :

1.-

~ l e r n é n h i e ne n t a l p i a zero d e l a .

2.-

Forrnazio-entalp i a 25"-tara

(29E°K)

n e u r t z e n d e l a konposa-

t u guztientzat.

Ondo b e r e i z i Azken

hau

askatzen

behar

gas-egoeran

den

zio-energiaren

beroa

d i r a forrnazio-entalpia

dauden da

atorno b i r e n a r t e k o

(lotura-energia

berdina da,

eta

lotura-entalpia.

lotura

e r e esaten

eratzerakoan

zaio,

eta

disozia-

b a i n a zeinuz a u r k a k o a ) .

Adibidez:

F

-

H lotura-entalpia:

F

HF-ren f o r r n a z i o - e n t a l p i a :

Are s t i k o

(9)

+ H

F 2 ( 9 ) + H2(g)---

baldintzetan

neurturiko

e n t a l p i a standardaS;" d i r a ; AHfO

Konposatu denean loien

bat

bero-trukaketa

disoluzio-entalpia

guzt i a k

baldintza

bat

2HF

(9)

= -134,85

Kcal/rnol

A H = -65,06

,, ,,

forrnazio-entalpiak

"forrnazic+

uretan adibidez,

disolbatzen

.

ingurune batetan, jazotzen

oso z a i l a

berdinetan

hauek erabiltzen d i r a :

---- HF ( 9 ) A H

(9.)

egin

da:

Hori

da neurtzen. behar

da

disoluzio-entalpia.

Horregatik eta neurketa

direnez

gero,

hurrengo arau

a ) Neurketak,

25OC-tara e g i n b e h a r d i r a .

b ) Disol b a t z a i l e a , t e n p e r a t u r a

berdinean

c) Konposatu d i s o l b a g a r r i e n ,

e t a ez

(25OC-tan)

dagoen u r a

da. ioien,

disoluzio-entalpiako

dira. d ) S u b s t a n t z i a rnol b a k o i t z e k o n e u r t z e n d i r a .

Erreakzio kirnikoak orduan

hartu ala

tzaren b e r d i n a d a ,

norrnalean p r e s i o k o n s t a n t e a n

askatutako beroa

sisteman

egiten d i r a ,

g e r t a t u r i k o bero-aldakun-

a r é s t i a n i k u s i dugunez.

E r r e a k z i o endotermi koetan:

rProduktuak

Y Erreaktiboak

Hh

E r r e a k z i o exoterrni k o e t a n :

erreaktiboak

prrduktuak

5.2.1rudia:

Entalpia-aldakuntza e r r e a k z i o endotermikotan e t a erreakz i o exotermikotan.

Zrreakzio-entalpia 1

atrn-tara

beroa.

gertatzen

Erreakzio

orduan ezin

standarda

den

asko

erreakzio

eta

asko

ez

dira

25OC

eta

hartzen edo askatzen

definitzen

den

baldintza

h a i n zuzen ere:

Jakinik:

=

AH;

A H ~ O

eta,

AHf

K a l k u l u horiek

o

2 (

kalkula A H:)~

(COZ) = -94,05

(H2)

=

d a i teke.

- L

ernaten,

standarda,

Eta honela

for-

egi ten

e

)cCal/mol

O

nahiko errazak

( AH ):

da:

horietara

d a bero h o r i n e u r t u eta erreakzio-entalpia

rnazio-entalpia standardai-en b i t a r t e z da,

honela batetan

Kcal/mol d i r e l a ,

dira,

b a i n a problema

nagusia

erreakzio-ent a l p i a hauek benetan gertatzen direneko tenperaturan k a l k u latzea da. Problernaren ebazpena e r r a z a b i h u r t z e n d a e n t a l p i a egoera-funtzioa teko

dela

onartzen bada,

pausoekiko

eta ez j a r r a i t u r i k o

rnenpekotasunik.

Hauxe

da,

bidearekiko, eta

ez

hots,

besterik,

bitarHess-en

legeak dioena.

5.3.4.-

Hess-en

legea.

Terrnodinarnikaren

lehenengo p r i n t z i p i o a . b a i n o b i u r t e a u r r e t i k

e n u n t z i a t u zen e t a j a r r a i k o a dio: k o eta

"Erreakzio kirnikoaren e n t a l p i a h a s i e r a

arnaierako egoeren rnenpean dago soi l i k ,

zein d i r e l a r i k ere".

b i t a r t e k o egoerak ' edo-

Honela, a d i b i d e z , pi a

jakitea

2 S

n a h i badugu,

+ 3 02-

2 SO3 e r r e a k z i o a r e n e n t a l -

b i t a r t e k o e r r e a k z i o b i hauek k o n t u t a n h a r -

tuz k a l k u l a d a i t e k e :

Lehenengo e r r e a k z i o a r e n e n t a l p i a -70,96 r r e n a r e n a -23,49

Kca l /m01

.

Orduan: AHR(S03) =

A HR

Eta hau dator experimentalki

~ c a l / m o l da, eta biga-

i 1) =

lortzen denarekin,

hasieran j a r r i

tako e r r e a k z i o h a r t a n 198,90 Kcal a s k a t z e n b a i t d i r a .

Hess-en ren e n t a l p i a

legea

oso b a l i a g a r r i a

kalkulatzeko.

da

zenbai t

erreakzio organiko-

Esate b a t e r a k o oso z a i l a d a a l k o h o l - h a r t z i -

d u r a r e n e r r e a k z i o a r e n e n t a l p i a zuzenk i neurtzea: legamia C6HI2O6----------2

C 2H5OH + 2 C02

Baina b i t a r t e k o erreakzio hauek kontutan h a r t u r i k :

C H O + 6 O2 6 12 6 C2H50H

(1)

+ 3

-

O2

----

6 C02 + 6 H20

4 HR

----

2 C02 + 3 H20

A

2 (11) e g i t e n b a d u g u :

= -676,08

Kca l'/rnol

HR = -324 K k l / r n o l

Terrnodinarnikaren b i g a r e n p r i n t z i p i o a k zenbait formulaketa desberdin

onar

d i tzake,

baina

guztietan

entropiaren

kontzeptua

agertzen

da.

Entropia,

lurrun-rnakinaren

zen kontzeptu terrnodinamikoa da.

( X IX

Hasieran

b a t e n errendimendua urtean

frogatu

mendearen

zuen

teknikoari

loturik

sortu

Sisternaren egoera-funtzio b a t da.

etengabe h a n d i

egin

garapen

edozein

lehen

urteetan)

z i tekeela;

uste

zen

Carnot-ek,

rnakina

ordea,

makinaren emundimendua

1824.

mugatuta

zegoel a :

non T1 h a s i e r a k o fokoaren t e n p e r a t u r a b a i t d a e t a T2 arnaierakoarena.

M a k i n a batek h a r t z e n duen b e r o g u z t i a r e n z a t i b a t l a n a b i h u r tzeko b i l t z e n d a e t a beste b a t sistemaren e n t r o ~ i ahanditzeko.

Entrapia, dagoen energi ezin

energia edukia

da

zera

antzeko- b a t

E-k

kanpora

h a i n zuzen ere,

beraz,

edo

H-k

komunikatu.

I i tzateke:

izango

kanpora

jalgi

ematen. digute, Entropiak,

ezin

dena.

baina

S-k,

Sistema-barruan

hori

Sistema baten

energia

guzti

adieraziko

a s k a t u ezin den e n e r g i a h o r r e n proportzioa.

hori

liguke,

Sistema b a t e n e n t r o p i a - a l d a k u n t z a

Bolumen k o n s t a n t e k o

h o n e l a def i n i t u k o d u g u :

prozesu b a t e t a n :

P r e s i o konstatepeko prozesu b a t e t a n :

En t r o p i a k , berri

ematen

dioan.

digu.

halaber, Honek

sistemaren

garrantzi

B a d a k i g u e r r e a k z i o a endotermikoa

nahikoa

beraren

bat-bateko

g i r a t u behar zaio:

joera

barne-desordenaren

handia

du

sistema

egoeraren

k i m i k o e n estu-

a l a e x o t e r m i k o a i z a t e a ez d e l a

zehazteko.

Beste a l d e r d i

b a t i e r e be-

bere entropi m a i l a r i .

Unibertso-mai I a n

edo

mai l a

makroskopikcan

gertatzen

diren

prozesuetan j a r r a i k o j o e r a b i hauek ematen d i r e l a f r o g a t u d a :

a) dute,

Sistemek

mai l a

t x i k i a g o e n e t a r a eboluzionatzen

U n i b e r t s o a r e n e n e r g i a osoak k o n s t a n t e d i r a u e l a r i k . b ) Eboluzio

kin

berez e n e r g i

ematen

da.

hori

Unibertsoaren

da,

Unibertsiaren

Hau

desordenaren entropiak

joera du.

Honela, b e r a z ,

z e r a esan dezakegu:

gehiagotze

bate-

etengabe h a n d i tzeko

Sisten:a

--

handia

t * i k i a --

--

desordenatua

txikia

--

L a n egiteko

ahalrnen

Entropia handia

--

L a n egiteko ahal-

t n e r y i edukin t x i k i a .

Logikoa d a orduan, mak

Entropia

Energi e d u k i n h a n d i a .

Sistema i r . < ri

--

ordenatua

gasek,

oso desordenatuta b a i t daude,

i > a i n o e n t r o p i a handiagoa izatea,

liki-

eta hauek sol idoek b a i n o h a n d i -

.7111.U.

S ~ b s t a n t z i abaten entropi-maila ;~CI,I

ti,:u

onavtzen da,

da:

Edozein

k a l k u l a t z e k o hurrengo hitzarrnen

substantziaren

l ~ t e k e e n ordenarnendurik

entropia

zero

dela

O 0 K-tan;

handiena tenperatura h o r r e t a r a lortzen

dela.

Hitzarmen f < i * * , t >en

duena)

honek

posible


(zenbaitek egi ten

zein

du

Terrnodinarnikaren substantzia

substantzia

baten

3.

printzipiotzat

entropia

standard

h o r r e n rnol bakcitzeko 0 $ ~ - e t a -

(25OC) i r a g a t e r a k o a n jazotako entropi a l d a k u n t z a bezala

r ! ~ fn i :zen b a i t da:

= Cp I n 298

(Presio Konstantean)

tenFeraturaren me? P integrazioan konstantetzat

Zai l tasun b a t agertzen d a rnaiz askotan: C pekoa hartu.

izaten déla Edo no1a

eta,

ere,

k a l k u l a t u a h a l izateko.

horregatik,

ezin dela

badaude beste rnetodo b a t z u k e n t r o p i a standardak

5.5.-

ENERGIA

ASKEA

FUNTZ IOAK

ETA

ENTALPIA

ASKEA.

HELMHOTZ

ETA

.

Helmhotz e t a C-ibss-en f u n t z i o a k e g o e r a - f u n t z i o a k

gia

eta

GIBSS-EN

dira.

Helmhotz-en

f u n t z i o a edo sisternaren e n e r g i a askea,

barne-ener-

entropiaren

arteko

adierazirik )

kendura

bezala

(bero

rnodura

def i n itzen d a : F = E - T x S

Barne energia

F=E-T~S = Energia askea TI S

Energia degeneratuaren rnaila ( E n t r o p i a )

5.4.Irudia:

Energia askearen adierazpen g r a f i k o a

AF

Aldaketa isotermiko batetan

Presio

konstantean

gertatzen

=

AE -

diren

T

-A

S

prozesuentzat

prozesu g e h i e n e n t z a t )

,

Gibss-en

funtzioa

edo

sisternaren

e r a b i l tzen

sistemaren

entalpia

eta

entropiaren

da,

zein

(hau

entalpia

da,

askea

( b e r o rnodura

a d i e r a z i r i k ) a r t e b o k e n d u r a beza l a d e f i n i t z e n b a i t d a :

G = H - T

S

Sistemaren e n t a l p i a

C=H-TxS = E n t a l p i a askea Energia degeneratuaren rnaila ( E n t r o p i a )

5.5.Irudia:

E n t a l p i a askearen adierazpen g r a f i k o a .

A l d a k e t a isoterrniko b a t e t a n :

5.6.

-

CZ

PROZESU K lM l KO ESPONTAMEU E T A

Experirnentalki energia bada,

h G = A H - T

askearen,

frogatuta

edo e r i t a l p i a

dago

- ESPONTANEOAK

edczein

askearen,

txikiagotze b a t gertatzen dela.

AS

prozesu

espontaneotan

presio konstanteko

prozesua

Hau d a :

Prozesu espon taneoa

konstante k o

Presio

AG

bete d a i t e z k e ,

a)

65

T.

Entropia-gehiagotze

zesu e x o t e r m i k o e t a n neoak

Ati -

=

(

A

H

h u r r e n g o posi b i l i t a t e

prozesuentzat

hauek

dela kontutan h a r t u r i k :

batekin

< O), A G < O

(

A

S

> O)

gertatzen

d i r e n pro-

i z a n g o d a e t a prozesuak esponta-

izango d i r a .

b)

Entropiaren

prozesu endotermikoetan -espontar;eoak

c)

gutxiagotze

(

A

H

> O),

A

batekin

G

>O

(

S

<

O)

gertatzen

diren

i z a n g o d a e t a prozesuak ez-

izango d i r a .

Entropia

zesu endoterrnikoetan

>

)A

HJ

IA

H(<

1 A ~1

=

)T

gehiagotze

(AH>0):

. A SI

+

IT . A SI

+

IT . A S 1

+

AG

batekin

>O

A G< O AG= O

(

A

( A H < O)

> O)

g e r t a t z e n d i r e n pro-

Prozesu

ez-espontaneoa

Prozesu

espontaneoa

O r e k a n dagoen sistema

d) Entropiaren txikiagotze batekin ( prozesu exotermikoetan

S

A

gerta daiteke:

S
JA

HI> I T . A S (

IA

HJ

+

< IT.ASI

( b HI

(T.

=

A

SI

A G < O

Prozesu espontaneoa

A G>O

Prozesu e ~ ~ e s p o n t a n e o a

A

G = O

Prozesua ez da ernaten,

orekan

dago

Hala ere,

badira

da eta espontaneoki

Es'ate

oxigenoak

tzen

ernateko.

ko

ura

zerbai t

egongo

ez

pospoloak

eguratsean

dinarnikoki

honez

gero

degeneratuta egongo

aldakuntza

suertatzea.

egitea e n e r g i a askearen formaturik,

A

ez

espontaneoki

G

bait

egongo

kimikoa"

dira

guztiak

izango 1 i tzateke.

l i tzateke Ezinezkoa

energi

bezalako z e r b a i t .

energi-erretserba

gabeziagatik.

1 iróteke,

gasolina

ez d u hidrogencarek i n berez erreakziona-

Badago " i n e r t z i a

balegc

eta

l i r a t e k e eta b i z i tza ezinezkoa

edczein


zeinetan

gertatzen ez d i r e n a k .

baterako,

erretzen,

prozesu k i m i k o b a t z u k ,

Sisternz

izando

l i tzateke

guztiak

agorturik

Unibertsoa terrno-

eta ezinezkoa izango

Horrela-

l i tzateke

edozein

bateraturik,

rnai l a b e r d i n a eta

lan uni-

1 i tekeen e n t r o p i a

handiena d u t e l a r i k .

Hauxe

izangc

l i tzateke

(izangc da)

"Unibertsoaren

heriotz

ter-

rnikoa".

lnertzia kimikoa tu ahal tzuk

izateko,

honela azal tzen d a :

lotura batzuk

formatzeko e t a

Prozesu k i m i k o b a t gerta-

a p u r t u egin behar dira,

hauek egbnkorragoak

beste b e r r i ba-

izan arren energia bat behar

da h a i e k desegin a h a l izateko.

Esate baterako: H2 baina

+ 1 / 2 02-

erreakzioa

ril.0 cqergi

ez

kopuru

H O

2

da bat

e r r e a k z i o a n & G = -54,6

espontaneoki

ematen,

k o m ~ n i k a t z e n ez

loturak a p u r t z e k o beharrezkca b a i t da,

~ c a l / m o l da,

" a k t i bazio-energía"

badiogu,

zein

H--H

dei tu-

eta

ez da e r r e a k z i o r i k gertatuko.

@--O

5.6.Irudia:

Erreakzio exotermikoeren aktibazio-energia presio konstantean.

AR l KETAK 5.1

.- Hurrengoa j a k i n i k :

+ 180,7 KJ-2 N2(9) + O2(9) e n e r g i a behar izango d a 10 g r NO lortzeko?.

a ) 60,6

NO

Zenbat

(9)

g r m e r k u r i o ( 1 1) oxido deskonpcsatzeko behar den energia.

b ) 100 Kcal absorbatzerakoan deskonposatzen den HgO-tik den oxigeno-bolumena

sortzen

(25OC e t a 1 a t m - t a r a ) .

Zenbat b a l i o d u A ~ - k ? . Zer e r l a z i o dago k a s u honetan

A

H e t a A E-

r e n artean?. 5.4.-

K a l k u l a t u metanoaren formazioaren-entalpia:

'(S)

__I)

H2(g)

+

CH4(9)

h u r r e n g o d a t u hauek k o n t u t a n h a r t u r i k :

C(S)

+

-

O2(g)

'O2(9)

AHl

5.5.-

4 NH3(g) jakinik:

02(9)

+

-

a

C02(g) + 2 H20(1)

5 02(9) AHf

A

6 H20(g) + 4 NO

(NH3(g)) = -46,2

KJ/rnol

Hf (H20(g) ) = -24l,8

b H f (NO(g)) = 90,4

KJ

4 H2 = -285,8 KJ

H 2 ( g ) + 1/2 0 2 ( g ) v H2°( 1 )

CH4(9)

= -393,5

KJ/mol

KJ/mol

(9)

A

H3 = -890,4 A H = ?

KJ

5.6.-

K a l k u l a t u h u r r e n g o erreakzioaren erreakzio-entalpia:

j a k i n i k lotura-energiak

5.7.-

Hurrengo erreakzioan:

hauek d i r e l a :

"2(g)

+

ll2 O2(g) - H

A H =-241,8 KJ eta A S = -44,4 J/OK Kalkulatu: a ) A G-ren b a l ioa b a l d i n t z a horietan.

b)

Zein

A 5.8.-

t e n p e r a t u r a t a n anulatzen den

H eta

A

S

tenperaturarekin

Hurrengo erreakzioarentzat

O 2 ,(9) (298OK e t a 1 atm-tara

A G (1 atm-tako

presioan

ez d i r e l a aldatzen supc,saturik.

(25OC e t a 1 atm-tara) :

Z i u r t a a l d a i t e k e e r r e a k z i o a dela? a ) Exotermikoa.

b ) Endotermikoa. c ) Espontaneoa.

d ) Oso a z k a r r a . e ) Ozo g e l d i a .

5.9.-

Potasio Kloratoaren deskonposaketarentzst: KC103(S)

_I_)

KCI(~+ )

O2(g)

A

H = -89,5

KJ

25OC e t a 1 atrn-tara.

l n o l a k o k a l k u l u r i k e g i n g a b e a u k e r a zeneza-

k e hurrengo p o s i b i l i t a t e h o r i e t a r i k zein dagokio a ) -82;

5.10.-

b ) -97;

c ) 97;

d ) -895 e t a e ) -89,s.

Esan ezazu e g i a z k o a terrniko

batetan,

E-ri:

al

"

den h u r r e n g o e s a l d i a :

erreaktiboen

entalpia

E r r e a k z i o exo-

produktuena

baino

txiki-

agoa da".

5.1 1

.- Forrnazio-entalpia HfO(l)

= -285,8

hauek:

H 2 0 ( g ) = -241,8

~J/rnol;

~ J / r n o l , k o n t u t a n h a r t u r i k esan z e i n den u r a r e n

baporatze-beroa : a ) 22;

5.12.-

b ) -44;

c ) 44;

-

K a l k u l a ezazu h u r r e n g o e r r e a k z i o a r e n e r r e a k z i o - e n t a l p i a : 5 s )

+

H2°(9)

Forrnazio-entalpiak H 2 0 ( g ) = -26l,8

5.13.-

d ) 88 e t a e ) -241,8.

Esan zenbat ren

CO(g) +

hauek b a d i r a :

KJ/rnol,

CO

bero-energia

=

(g)

behar

deskonposaketarek in,

-

"'m

1OOKgr

-

110,S KJ/rnol

izango

den

k a l t z i o karbcnatoa-

Kaltzio oxido

lortzeko hurrengo

erreakzioaren arauera: CaC03(s)

CaO(S)

+

j a k i n i k formazio-entalpia

C02(g)

hauek d i r e l a :

CaC03(s) = - 1 2 0 6 ~ 9 KJ/mol

5.14.-

Uraren lurruntzerarentzat,

H= 44,Ol

KJ/rnol

eta

S = 117,9 KJ/rnol°K

298OK e t a 1 atrn-tara.Ka1kulatu: a) b)

Uraren Atrnosfera

baporizatzearen

energia

bateko presioan

,

a5ke.a

baldintza

horietara.

z e i n t e n p e r a t u r a t a r a egongo den.

u r l ikidoa bere l u r r u n d r e k i k o orekan.

5,- Z I N E T I K A K I M I K O A E T A OREKA K I M I K O A , 2. PARTEA 5.1.-

ERREAKZIO K l M l K O E N ABIADURA.

5.2.-

ERREAKZIO K l M l K O E N T E O R I A .

5.3.-

ERREAKZ I O-A6 IADURAN

ERAG l T E N

DUTEN

REAK.

5.4.5.5-

ERREAKZIOBIDEAK. OREKA K l M l K O A R E N IZAERA.

5.6.-

OREKA K l M IKOAREN LEGEA.

5.7.-

OREKA-KONSTANTEA.

5.8.-

OREKA HETEROGENOAK.

5.9.-

OREKAN E R A G I T E N DUTEN FAKTOREAK.

FAKTO-

.- ERREAKZIO KlMlKOEN ABIADURA.

5.1

lkasgai ak

aztertu

eman

ditugu.

hitzegin

honen

eta

Edonola

eta

1.

zat i a n e r r e a k z i o k i m i koen ondorio termi ko-

erreakzioen

hau

ere

berezkotasuna

oraindik

ez

d u g u erreakzioen

ez

da,

inola

hau

oso

i n t e r e s g a r r i a da,

ere

aurrikusteko

ez

ikusitako

erizpideak

bizkortasunaz

erizpideen

ondorio

zuzena.

Arazo erreakzioren

abiadura

arintzeko

edo

zalantzarik

moteltzeko

gabe.

g i l tza

Zenbai t

'izatea

cso

b a l i a g a r r i a gertzatzen b a i t da.

Erreakzioak eragi ten

duten

nola

faktoreak

zein

ematen

diren

eta

erreakzio-abiaduran

i z a n d a i tezkeen aztertzen duen k i m i k a r e n

ata1 honi z i n e t i k a k i m i k o a d e r i tzote.

ier

da,

moetaren esanahi den e r r e a k t i b o tea.

Desagertu

-tan n e u r t u t a mol

. 1-1 .

baina,

berbera

edo

sortutako

T

Oso

aldiune

Denbora

unitate

bakoitzeko

abiadura

desagertzen

kantitate

e r a b i l.¡

ohi

horien

dira.

kontzentrazioak,

mol/l-

Erreakzio-abiadura,

beraz,

t a n adierazten d a normalean.

Erreakzio zehar.

du.

Beste edozein

baten k a n t i t a t e a edo sortzen den emaitza baten k a n t i t a -

jeneralean,

S-'-

erreakzio-abiadura?

kimikoen

komenigarria batetan,

da,

abiadura orduan,

definitzea.

Honela

asko

aldatzen

aldiuneko egiten

da:

da

denboran

erreakzio-abiadura, aldiune

horretan,

e r r e a k t i b o edo ernai tza baten kontzentrazioaren d e r i b a t u a denborareki ko.

Dena

den,

definizioa

gehiago

zehaztu

behar

dugu.

lkus

dezagun h u r r e n g o a b i bidea:

Argi noarena

dagc,

baino h i r u

aipatutako

deribatua

h i drogenoaren

desagertzearen a b i a d u r a ,

b i d e r h a n d i a g o dela negatiboa ' izango

n i troge-

eta b i k a s u hauetan aresti a n Iitzatekeela,

bi

e r r e a k t ibo

hauen kontzentrazioa txikiagotu egi ten b a i t da denboran zehar.

Amo-

niakoarekiko hartutako deribatu honi

nitrogenoarekikoa baino b i b i -

der

gainera,

handiagoa

izango

litzateke eta,

zeinuz aurkakoa,

hau

da, positiboa.

Guzti

horietatik

zein

hartu

behar

dugu

aurreko erreakzio

horren erreakzio-abiaduratzat? Arazo hau konpon tzeko, tasun hori gainditzeko,

zalantzagarri-

honela definitzen da erreakzio-abiadura:

Edozein erreakt ibo edo emai tzaren kontzentrazioaren denborarekiko

deribatua,

dagokion

koefiziente

estekiometrikoaz

zatitua

eta

zenbaki positibo bihurtuta.

Gure adibidean:

Jenera lean, erreakzio zuzenaren

,

hasierako

abiadura

hzter-

tzen da. Erreakzioa honela idatziko dugu:

a

A

+

b

B

emaitzak.

Bi erreaktiboen hasierako kontzentrazioak, [A] datuz,

eta [B]

,

al-:

v eta kontzentrazio horiek erlazionatzen dituen adierazpen ma-

temati koa

lor

diferentziala

dai teke

experirnentalki

edo abiadura-ekuazio

.

Adierazpen

honi abiadura-lege

izena ematen zaio eta era honeta-

koa izan ohi da:

a berretzai lea A erreakt iboarek iko erreakzioaren ordena da.

0

,

B erreaktiboarekiko ordena eta berretzaile guztien batu-

5eraz,

ra, a

+0

, Argi

erreakzioaren orden osoa da.

ukan behar da,

geroago hobeto aztertuko dugunez,

a,

0 berretzaileak en -a,b..

ez

direla

.- b e r d i n a k

K

konstantea

erreak t i boen

bereziki

menpean,

,

da;

bere b a l ioa ez dago

erreakzio bakoitzarekin a l d a t u

tenperaturarekin.

dela:

d a e r r e a k z i o k i m i k o b a t e t a n funtsean gertatzen dena

erreaktiboen

molekulen

eta beste b e r r i b a t z u sortu, ko

koefiziente-

ERREAKZ lO K l M l KOEN TEOR IA

Aipatu zera

ekuazio estekiometrikoaren

abiadura-konstantea

kontzentrazioen

egi ten, d a eta asko,

5.2.-

beti

i z a n behar.

beharrezkoa

jartzea,

hots,

da

b a t z u a p u r t u egiten

emaitzen molekulak eratuz.

erreaktiboen

t a l k a egi tea.

lotura

molekulak

direla

Hori gertatze-

elkarrek i n

l d e i a ondorengo h a u da:

kontaktuan

talka-teoriaren

abiapuntua, gasen teoria z i n e t i k o m o i n a r r i tzen dela.

Dena den,

g e r t a d a i t e k e b i moelkulak

t a l k a egitea e t a erre¿

akziorik

ez

egon d a d i n

,

egoterik.

Talka

eraginkorra

dadin,

hots,

erreakzio

beharrezkoa d a ondorengo b a l d i ntzak betetzea:

l e Molekulek t a l k a egiterakoan teko bezainbesteko e n e r g i a rnolekula

izan

aktibatuak

(zinetikoa)

esaten z a i e e t a

lotura batzu apurtu ahal i z a u k a n dezatela.

~ o l e k u l ahauei

gutxienezko behar

duen energia

h o r r i aktibazio-energia.

20 T a l k a o r i e n t a z i o egoki b a t e t a n g e r t a d a d i l a .

5.7. I r u d i a : HI-ren formazio-erreakzioa, Hp e t a Ip dugularik. a) Talk a eraginkorra. b) Talka ezeraginkorra.

Esate baterako,

-

126

erreakzio honentzat:

H2

C eta 45 atm-tako

280° tzean,

ontzi

txiki

batetako zentimetro k u b i k o bakoi-

zera ernaten da:

T ai l k a guztiak /s.

=

Talka eraginkorrak

14 = 10

10 17 = 10

Hau da,

lo1? talketatik bat b a k a r r a da e r a g i n k o r r a !

TaIka-teoriaren g a r r a n t z i tsu zioa

bat

konplexu a k t i b a t u

tetatik

iragaten

erreakzionatzen

lotura

berriak

kantitate

dela duten

zeren hasierako

aidaketa

(osaketa

trantsizio-egoeraren

handia

dela

ere

molekulen

bait

hasi

da.

artean

,

da,

bide

batez)

non erreak-

bitarteko

Konplexu

osaturiko

egoera b g

aktibatu

agregatu

bat

honi da,

(edo a p u r t u ) egin b a i t d i r a eta

bai t dira.

kausa,

bai

izango

iedo trantzizio-konplexu) suposatzen

lotura batzu l a s a i t u eratzen

teoria

Egoera honi dagokion energia

konplexu a k t i b a t u a oso ezegonkorra da

eta berehala deskonposatzen da erreakzioaren emai tzak emanez:

erreakt iboak

Konplexu digu.

Erreaktiboen

behar den energia,

konplexu aktibatua

aktibatuak egoeratik

aurreko

bi

konplexu

ak tibazio-energia

emaitzak

baldintzen

aktibatuen

azalpena ematen

egoeraino

iristeko

da eta t a l karen orientazioa kon-

plexu a k t i b a t u a eratzeko behar dena izan beharko da.

E n t a l p i diagrama egiten badugu:

-

- 127 ~ o n ~ l e xa kut i b a t u a 5.8.Irudia: IH-ren f o r mazio-erreakzioren e n t a l p i diagrama.

Emaitzak Erreakzioaren b i d e a Konplexu

aktibatuen

zioa g e r t a d a d i n e n e r g i aktibazio-energia,

Ea,

eratzeak

zera

askotan

erreak-

bere a l t u e r a

izanik.

Aktibazio-energia

hasi

du:

langa b a t g a i n d i t u behar dela,

txikia

bada,

hori baino energia zinetiko handiagorik, go d i r a .

suposatzen

m o l e k u l a askok

edukiko dute

talka guztietatik

asko izan-

Ea h a n d i a b a d a , g a u z a g u z t i a k a l d e r a n t z i z g e r t a t z e n d i r a .

Horrela

uler daiteke,

erreakzio bati,

enqgia

eman

zaiola

dadin.

behar

Erreakzio

azken h o n i e n e r g i a ,

exotermikoa izan a r r e n

(berotuz,

endoterrniko

batekin

h a s i e r a n ezezik,

adibidez) duen

erreakzioa

desberdintasuna,

prozesu osoan eman b e h a r zaio-

l a da.

5.3.-

ERREAKZIO-ABIADURAN

Talka

ERAGITEN DUTEN FAKTOREAK.

eraginkorren

kopurua

ondorengo

gauzen

funtzioan

dago: 12

Talka

guztien

k o p u r u osoa,

erreaktiboen kontzentrazioen

e t a b e r e n egoera f i s i koen rnenpekoa d a .

20 T a l k e n e r a g i n k o r t a s u n a , tiko

duten

b e h a r bezainbesteko e n e r g i a zine-

rnolekulen k o p u r u a r e n rnenpekoa d a e t a h o r i b i z i k i h a n d i -

tzen d a t e n p e r a t u r a r e k i n .

3Uktibazio-energia, energia eta

rninirnoa

beraz,

da,

konplexu

erreaktiboen

talkak eraginkorrak aktibatuaren

izaeryen

rnenpean

i z a t e k o b e h a r den

egitura dago

eta

rnolekularraren, modu

berean,

e r a b i l i a h a l d i r e n k a t a l i s a t z a i leen rnenpean.

Beraz, hauek d i r a :

erreakzio-abiaduran

eragiten

duten faktoreak

honako

A ) E r r e a k t iboen izaera. Kontsidera dezagun h u r r e n g o erreakzioen a b i a d u r a

(giro-

-tenperaturan)

+

Fe3+(aq)

2N0 ( g ) + O2 ( g )

CH4 ( 9 )

+

--

~ E + ( a q ) v ~ P ( a +q Cr ) (aq)

;moderatua

2N02 ( 9 )

+ 2H20 ( 1 )

202 (g)-C02(g)

;oso a z k a r r a

;oso geldia.

Zergati k gertatzen d i r a desberdintasun hauek?.

Lehen erreakzioan ez d a l o t u r a r i k apurtzen ezta b e r r i r i k eratzen ere, tzen

ioien a r t e k o e l e k t r o i t r u k a t z e b a t besterik ez d a gerta-

. 0=0

Bigarrenean

lotura

bat

apurtu

behar

da

eta

beste

b i lotura eratu.

Hirugarrenean sei

l o t u r a a p u r t u behar d i r a eta beste sei

b e r r i eratu.

Adi b i d e hauetan i k u s d a i tekeenez,

l o t u r a b e r r e m k e t a han-

d i r i k behar ez duten erreakzioak oso a z k a r r a k d i r a , rruntean. tura

tenperatura a-

Hau ioien a r t e k o i a e r r e a k z i o guztietan gertatzen da.

apurketa

oso g e l d i a k

eta

eraketa

izan ohi

dira.

batzu Arau

egin hau,

behar jakina,

direnean

Lo-

erreakzioak

g u t x i gorabehera da

eta ezin d a hitzez h i t z h a r t u .

Horrel a,

5Fe2+ + Mn0;

li trateke: apurtu,

zortzi

berri

eta g u z t i z ere, koak

direla,

rreakziobideak askoz dira.

ere

-

hurrengo e r r e a k z i o h a u oso gel d i a i z a n beharko

+ 8~'

e r a t u eta

5 ~ e ~+ ' h2+ + 4H O I a u lotura 2 p a r t e h a r t z e n dutelako. Hala

14 i o i

experimental k i f r o g a t u t a dago gauzak e r a b a t a i tziti-

hots,

erreakzioa

aztertzerakoan

oso a z k a r r a dela. i k u s i k o da,

sinpleago d i r e n zenbait

Honen azalpena

5

e r r e a k z i o konplexu hauek

pausoren b i t a r t e z

gertatzen bait

B ) E r r e a k t iboen k o n t z e n t r a z i o a e t a egoera f i s i k o a . Talken

teoriaren

tiboen rnolekulek e l k a r r e k i n

arabera

erreakzioa

gerta dadin erreak-

t a l k a egin behar dute eta teoria zineti-

koaren a r a b e r a t a l k e n k o p u r u a e r r e a k t i boen k o n t z e n t r a z i o a r e n p r o p o r tzionala

da.

Horrela,

forrnazio-erreakzioan

argi

dago

I -ren 2 molekula ba-

H 2 l 2 rnolekula k o p u r u b i k o i t z b a t e k i n topatzerakoan,

kontzentrazioa, koitfak,

H 1-ren

(esate b a t e r a k o ) ,

bikoizten badugu,

b i bider

t a l k a g e h i a g o e g i n g o d i t u e l a e t a e r r e a k z i o a b i b i d e r a z k a r r a g o a iza; go dela,

h a u da,

erreakzio-abiadura

e r e b i k o i z t u e g i t e n dela.Gauza

bera g e r t a t z e n d a H - r e n k o n t z e n t r a z i o a b i k o i z t e n b a d u g u . 2 Erreakzio-abiadura, trazioaren

zuzenki

beraz, erreaktibo bakoi tzaren k o n t z e l

proportzionala

izango

da

kasu

honetan.

Honako

hau da:

Kasu o r o k o r r e a n e r r e a k z i o - a b i a d u r a trazioen,

d a g o z k i e n k o e f i z i e n t e estekiornetrikoak,

protzionala da.

Hau d a

masa-ekintzaren

legea,

e r r e a k t i b o e n kontzenbiderkaduraren proG u l d b e r g e t a Waage

k i m i k a r i n o r v e g i a r r e k 1867. u r t e a n e n u n t z i a t u zutena.

Orain duen ondorioa. arazten

uler

daiteke erreaktibo

Suposa dezagun 1

dugula.

2

Proportzio

baten

rnol b a t H

2

def i n i tuen

g e h i e g i t z a k e r a g i ten

rnol b i r e k i n e r r e a k z i o n a

legearen

arabera,

nahiz eta

HZ gehiago b o t a , H I b i rnol b a i z i k ez d i r a e r a t u k o . B a i n a , h o r i b a i , v-rentzat

arest i a n atera dugun adierazpenaren

a r a b e r a , erreakzio-a-

biadura bizkortzea l o r t u izango dugu.

Masa-ekintzaren tzen.

Beteko b a l i t z ,

kotik atera aha l

abiadura-lege

da

itango l i r a t e k e eta hau,

e r r e a k z i o oso a s k o t a n bete-

d i f e r e n t z i a l a e k u a z i o estekiornetri-

i z a n g o genuke zuzenean,

erreaktibo bakoitzarekiko,

tatu behar.

legea ez

eta erreakzioaren ordenak,

b e r e n k o e f i z i e n t e estekiornetrikoen b e r d i n a k lehen esan dugunez, ez d u b e t i h o r r e l a ger-

Erreakziobideak aztertzerakoan i k u s i k o d u g u masa-ekintza r e n legea erreakzio elementaletan soi l i k bete behar dela derrigorrez.

Masa-ekintzaren

legea

betetzen

denean

ere

beharrezkoa

da e r r e a k t i b o g u z t i a k fase berean a u r k i t z e a ( g a s egoeran edo disoluzioan).

Erreakzioak fase b a k a r batetan gertatzen direnean homogeno-

ak d i r e l a esaten da.

Erreakzio heterogenoetan

berdinetan aurkitzen d i r a ,

esate baterako,

b a t e k i n erreakzionatzen duenean.

e r r e a k t i b o a k fase de?

solido b a t l i k i d o edo gas

Kasu honetan erreakzioa u k i p e n - g a i

nazalean b a k a r r i k gertatzen da eta erreakzioaren a b i a d u r a asko h a n d i tzen

da

azkarrak

beronen izan

azalera

h a n d i tzerakoan.

daitezke e r r e a k t i b o

solidoak

Horrela erreakzioak xehe-xehe

oso

eginda a u r k i -

tzen b a d i r a .

izateko b a l d i n t z a egokienak, e r r e a k t i -

Erreakzioa a z k a r r a

boak gas egoeran edo disoluzioan daudenean da, orduan lortzen b a i t da z a t i k e t a m a i l a r i k handiena (molekula edo i o i m a i l a k o a ) .

C) Tenperaturaren e r a g i n a . Edozein

erreakzio

d a tenperaturarek i n . men hor i ?

kimikoren

abiadura

biziki

. Tenperatura

goratzerakoan

molekulen

abiadura

egiten d a eta h o r r e k i n b a t e r a t a l k a guztien k o p u r u osoa. r i a zinetikoaren kulen

arabera,

batezbesteko

tenperatura

abiadura

Honek erreakzio-abiaduraren rriko,

handitzen

Nola azal d a i teke tenperaturaren e r a g i n nabar-

ehuneko

10°C-tan

2 an

h a n d i tu

Baina, teo-

h a n d i tzerakoan, mole-

bakarrik

handitzen da.

handipen t x i k i b a t besterik ez luke eka-

b a i n a saiakuntzaren b i tartez egiaztatzen d a tenperatura gora-

tze h o r r e k i n erreakzio-abiadura,

g u t x i gorabehera, b i k o i z t u edo h i r u

k o i z t u egiten dela.

Aza lpena, honetan datza : t e n p e r a t u r a goratzerakoan handitzen

dela

molekula

e r a g i n k o r r e n kopurua.

aktibatuen

portzentaia

eta,

jakina,

,

asko talka

Energia zinetikoa 5.9.Irudia:

Molekulen energia zinetikoaren distribuzio-kurbak T T 1 .2 b i tenperaturentzako. Azalera marraztuan, Ea energia baino handiagoa duten molekulen p o r t z e n t a i a errepresent a t z e n da.

Arrhenius

izan

zen,

1899.urtean,

erreakzio-abiadura

eta

tenperaturaren a r t e k o e r l a z i o k u a n t i t a t i b o a a z t e r t u zuen lehena, ondz ko ekuazio exponentziala proposatuz:

non k abiadura-konstantea sun-faktorea

de¡ t u r ikoa

Ekuazioaren

.

b a i t da,

izaera

R gasen konstantea e t a A m a i z t a

exponentzialak

beraz,

erreakzio-abiadurak

cekin.

Handipen e r l a t i b o a aktibazio-energiaren

k

suposatzen

d u eta,

b i z i k i h a n d i t u behar d i r e l a tenperaturamenpekoa da, ekuazio-

t i k ondoriozta daítekeenez.

D ) K a t a l i s a t z a i leak. K a t a l i s a t z a i lea, a l d a k u n t z a kirniko i r a u n k o r r i k j a s a n gabe eta oso k a n t i t a t e t x i k i t a n egon a r r e n , e r r e a k z i o b a t e n a b i a d u r a asko aldatzeko g a i den substantzia b a t da. gutzen da.

Fenomenoa k a t a l i s i izenaz eza-

Z e r g a t i k a l d a dezake k a t a l i s a t z a i l e batek e r r e a k z i o baten abiadura?.

Hasiera b a t e t a n uste i z a n zen k a t a l i s a t z a i l e e k ez zutela

e r r e a k z i o k i m i k o a n p a r t e r i k hartzen, ten zutela erreakzio-abiaduraren

beren presentzia hutsez e r a g i -

aldakuntza.

Orain, dagoenek0,egiaz-

t a t u t a dago k a t a l i s a t z a i l e e k p a r t e a k t i b o b a t hartzen d u t e l a erreakzioan,

b i t a r t e k o konposatu b a t z u eratuz,

tzen d i r e l a r i k k a t a l i s a t z a i l e a b i r s o r t u z .

hauek berehala deskonposaKatalisatzaileak,

beraz,

d a t u egiten d u erreakzioaren ohizko bidea, aktibazio-energia

al-

txikiago

b a t b e h a r duen beste b i d e b a t e t i k i r a g a n araziz.

I

5.10.Irudia:

-

Erreakzioaren bidea

Erreakzio oso baten e n t a l p i diagrama k a t a l i s a t z a i l e r i k gabe e t a k a t a l i s a t z a i l e a r e k i n .

Kontutan h a r t u behar

da erreakzio itzulgarrietan katali-

satzaileek a l d a t u e g i t e n d u t e l a a l d e r a n t z i z k o erreakzioaren abiadura, b a i n a e z i n d i t u z t e l a erreakzioaren

AG) i n o l a z ere, alde batera,

aldatu.

termodinamikoak

K a t a l i s a t z a i l e a k e z i n du,

ez bestera desplazatu.

goera a z k a r g o lortzea da.

funtzio

beraz,

(A H

eta

oreka ez

Beren ondorio b a k a r r a oreka-c-

5.4.-

ERREAKZ 1061DEAK.

E r r e a k z i o k i r n i k o gehienak ez d i r a e r r e a k z i o estekiornetrikoak a z a l tzen d i g u n e r a n g e r t a t z e n , elemental

prozesu elemental

d e i t u r i k o zenbait b i tarteko etapetik

edo e r r e a k z i o

iragaten dira.

Erreak-

zio k i r n i k o baten' b i t a r t e k o prozesu h o r i e k osatzen d u t e e r r e a k z i o b i d e ~ k o izenaz ezagutzen d u g u n a .

H a r dezagun ,adibidez,ondorengo

erreak-

zio h a u ( g a s f a s e a n ) :

Masa-ekintzaren

legea a p l i k a t u k o b a l i tz e r r e a k z i o a

g a r r e n ordenekoa i z a n g o l i t z a t e k e :

v = k [H ~ r'[o2], ]

bost-

b a i n a s a i a k un

tzaren b i t a r t e z a t e r a t z e n denez b i g a r r e n ordenekoa d a :

Nola a z a l d a i teke k o n t r a e s a n h o r i ? . Masa-ekintzaren erreakzio elementalentzat

soilik

( e t a ez,

jeneralean,

legea

erreakzio globa-

lentzat ) betetzen d e l a k o .

E r r e a k z i o estekiornetrikoak ez d i g u e r r e a k z i o b i d e a r e n b e r r i ematen

(talka

pentarnolekular

bat

ia

ezinezkoa

da).

Proposaturiko

mekanisrnoak ondoko e t a p a h a u e t a t i k i r a g a t e n d a : 1)

HBr

+

O2 -HOOBr

2)

HOOBr

+

HBr-HOBr

HOBr

3b)

HOBr + HBr 4HBr

-

+ HOBr

+ HBr ,H ~ O+ B r 2

3a)

Oro h a r :

; geldia

+

O2

H20 + B r 2

i

; azkarra, azkarra

l 1

2H20 + 2Br2

K o n t u t a n h a r hiru e r r e a k z i o elementaletan t a l k a birnolekularrak nak,

b a i z i k ez d i r e l a eman b e h a r . lehenengoak

abiadura.

kasu

honetan;

Masa-ekintzaren

legea

Beste a l d e t i k ,

determinatuko etapa

e t a p a r i k geldie-

du

honentzat

prozesu osoaren

a p l ikatuz aterako

dugu

lehen e r r e a k z i o elernentalaren

abiadura

eta

beraz,

erreakzio

osoaren a b i a d u r a zera izango da:

Emai tza experimenta lek i n b a t

datorrena,

E r r e a k z i o k i r n i k o baten abiadura-ekuazioaren

h a i n zuzen ere.

saikuntzazko azterketa

b a t ezinbestekoa izango d a orduan, erreakziobide posiblea determinat u a h a l izateko.

5.5.-

OREKA KIMIKOAREN IZAERA. Prozesu kirnikoak,

izaten d i r a , h a u da, ke elkarrekin,

prozesu f i s i k o asko legez,

itzulgarriak

lortzen d i r e n p r o d u k t u a k k o n b i n a t u e g i n daitez-

b e r r i z ere h a s i e r a k o substantziak ernanez, oreka-egoe-

r a lortu arte.

labea -Tenperatura konst-tepeko I

5.11.Irudia:Ur-lurrinez g e r t a t u r i k o burdinen oxidazioaren erreakzio i t z u l g a r r i a . Amaierako oreka.

l k u s dezagun g u z t i h a u a d i b i d e k o n k r e t u baten laguntzaz. Burdin

t x i r b i lak

badugu hodi fase

itxi

solidoan,

fasean,

eta

ur-l u r r i n a

batetan,

handitu egingo da,

Baina

sortuko da;

orduan

konstantepean

berotzen

hasten d i r a eta h o r r e l a ,

bere oxidoa

bihurtzen

d a eta

bere kontzentrazioa denboran

ur-lurrinarena

du, b u r d i n a e t a u r - l u r r i n a emanez.

erreakzionatzen

b u r d i n parte bat

hidrogenoa

tenperatura

gas

zehar

g u t x i t z e n den b i t a r t e a n .

hidrogenoak birsortuz;

oxidoarekin hots,

erreakzionatuko

a l d e r a n t z i z k o erreakzioa

Hau d a :

Momentu b a t e t i k a u r r e r a k o n t r a k o prozesu b i e n a b i a d u r a k berdindu egiten d i r a eta orduan erreakzioan p a r t e hartzen duten la@ substantziak

elkarren

ondoan

agertzen

dira

erlazio a l d a e z i n b h t gordetzen d u t e l a r i k .

da,

d i r a aldatzen,

hots,

l o r t u da.

Prozesu f isikoetan bezala, hau

kontzentrazioek

n a h i z eta s a i a k u n t z a r e k i n

luze batez j a r r a i t ~ ~ k o n t z e n t r a z i o a k ez

oreka-egoera

beren

Hodia i t x i t a mantentzen ba-

dugu eta labearen tenperatura i r a u n k o r r a , denbora

,

prozesu mi kroskopikoak

hemen ere oreka dinamikoa da,

etengabe gertatzen

(molekulek erreakzionatzen j a r r a i tzen d u t e )

,

j a r r a i tzen

dira

b a i n a propietate makros-

kopikoek konstante i r a u t e n dute.

Argi

dago,

so¡ l i k eman da'i tekeela,

halaber

,

oreka-egoera

sistema

it x i

batetan

honela b a k a r r i k egon b a i t d a i tezke erreakzio-

-produktuak e l k a r ukitzen.

Ondo b e r e i z i behar eta sasi-orekan daudenak. erreakzio-abiadura

d i r a benetan orekan dauden sistemak

Azken hauetan o r e k a t i k u r r u n egon a r r e n ,

h a i n t x i k i a d a ezen beren propietate makroskopi-

koak ez b a i t d i r a denborarekin aldatzen eta orekan daudela d i r u d i te.

5.6.-

OREKA K l M IKOAREN LEGEA.

Adibide s i n p l e b a t e k i n h a s i k o g a r a :

Masa-eKi ntzaren elernentaltzat n a den,

legea a p l i k a t u z

h a r t z e n zen a r r e n ,

horrek ez du,

( h a s i e r a n e r r e a k z i o hori

o r a i n b a d a k i g u ez dela honela. De-

k a s u honetan, arrazonamenduaren h a r i a eten-

gol :

Ez,

v eta v konstante rnantentzen a l d i r a prozesu osoan?. z a i k a s g a i honetan behean a z a l d u dugunez, a l d a t u egiten d i r a den-

borarek in

.

H2 eta garela

suposatzen

rnaxirnoa goak eran,

12-ren

v

badugu,

izango da,

e g i ten

nahaste

H2 eta

hasieran

diren neurrian,

hasieran,

erreakzioa

erreakzio

egiten

zuzenaren

hasten

abiadura

12 ere rnaxirnoak d i r e l a k o . Hauek t x i k i a hidrogenoa eta iodoa desagertuz doazen

e r e t x i k i a g o a egingo da.

z ren abiadura,

batetik

Ai t z i t i k ,

zero izango da,

a l d e r a n t z i z k o erreakzioa-

[HI]=

O b a i t da,

b a i n a hor-

t i k a u r r e r a h a n d i tuz doa, [ H q h a n d i tzen den eran.

5.12.Irudia:

Denbora

IH-ren formaziozko (zuzena) e t a deskonposaketazko (alderantzizkoa) erreakzio-abiadura.

E r r e a k z i o zuzen eta a l d e r a n t z i z k o a r e n a b i a d u r a k b e r d i n a k egiten direnean,

v

z

= v

a'

oreka lortzen da:

edo beste modu batez i d a t z i z :

Azken -ek+rítzaren

ekuazio h o r i oreka

kirnikoaren legearen edo Masa-

legearen (MEL) adierazpen- rnatematikoa da. k Z e t a k a , b a k a r r i k t e n p e r a t u r a r e n menpekoak d i r e n konz

tanteak

izan arren,

da; oreka-konstantea,

beren a r t e k o k

z a t i d u r a ere konstantea

izango

eta t e n p e r a t u r a r e n rnenpekoa izango da soi l i k .

Oreka-konstantearen ekuazio h o r r e t a n agertzen d i r e n kontzentrazioak ez d i r a edozein rnornentutakoak ( e r r e a k z i o a hasten deneko unekoak edo beste edozeinekoak ) b a i z i k eta oreka

l o r t u a den rnomen-

tutik a u r r e r a betetzen d i r e n kontzentrazioak. Horregatik i p i n i d i e g u I I ~ I Iazpindizea. Hau a r g i t u ondoren, e t a honela u l e r t z e n d e l a suposatuz, erraztasunez,

a z p i n d i z e h o r i kendu egingo d u g u

Jeneraiean, edozein erreakzioarentzat :

aA + b B z d D + eE

oreka konstantea,

zera izango da:

Nola hor i

da

posible

ateratzeko e r a b i l i

rneritalentzat

bakarrik

!>dt71~ke r a b i 1

i baditugu?.

Oraintxe

hori

dugun balio

erreakzioarentzat , formula

edozei n

lehen

behar

arrazonarnenduan e r r e a k z i o eleduten

v

eta

v -ren a

adierazpen

a d i b i d e b a t e k i n frogatuko dugun bezala,

,-konstantearen a d i e r a z p e n honek b a l i o o r o k o r r a d u .

Proposaturiko erreakzio-bidea

Erreakzio globala:

oreka-

l k u s dezagun:

b i etapatakoa da:

2N0 + o2=2~o2

E t a p a b a k o i t z a e r r e a k z i o elementala denez gero:

gas perfektuen legearen arabera:

Orduan :

= Kc

non

n = c+d-a-b

5.8.-

OREKA HETEROGENOAK.

= gas-molen kopuruaren gehikuntza b a i t de-.

Arestian

ikusi

dugun

burdinaren

oxidazio-erreakzioa,

oreka heterogenoaren abibidea izan d a i teke:

Oreka-konstatea

idatzi

aurretik

ikus

dezagun

den b u r d i n a bezalako sohido huts baten kontzentrazioa. bolumen-unitate da,

orduan

bakoitzeko

solido

proportzionala,

huts

hobeki

masa(moletan

batetan esateko)

bere da

neurtua) beraz,

Definizioz,

bezala

dentsitatearen

eta,

zer

hartzen

berdina

konstatea.

(edo

Gauza

bera gertatzen d a l i k i d o h u t s b a t e k i n .

Aurreko oreka honetan orduan:

[Fe]

= Kte

eta

Horregatik tearen

barruan

sar

[Fe304]

= Kte

kontzentrazio konstante hauek oreka-konstandaitezke,

eta

sartzen

dira,

hurrengo adieraz-

pena lortuz:

azkenik:

Hau

da,

oreka

heterogen oetan,

oreka-konstantearen

adierazpenean ez d i r a solido e t a l i k i d o h u t s a k sortzen.

lkus

dezagun,

adibidez,

tenperatura

egindako H 2S-ren sintesia-erreakzioaren

Har

dezagun

orain

ontzi

K-ren

itxi

desberdinetara

adierazpena:

b a l e t a n egindako k a l t z i o

karbonatoaren bero-deskonposaketaren erreakzioa:

K,

Zer

=

esan

[co~] nahi

edo e t a

du,

Hgm h o r r e k ? . Esan n a h i du,

K~ = P

esate

CaCO

3

baterako,

ontzi

~

~

2

800°C-tan

Kp =

190

i t x i e t a h u t s batetan bero-

tzen b a d u g u 800°C-tara, sioa

CO gasa e r a t u z joango dela eta ontziko p r z 2 joango dela, 190 Hgm-ko b a l i o a h a r t u arte, zeinerako

handituz

oreka kirnikoa lortzen b a i t da.

5.9.-

OREKAN ERAGlTEN DUTEN FAKTOREAK.

Orekan e r a g i ten

duren f a k t o r e a k ,

tzen duten substantzien tenperatura,

Orekan

dagoen

erreakzioan p a r t e har-

presioa eta kontzentrazioa d i r a .

erreakzio

batetan faktore

h a u e t a r i k o bat

aldatzen b a d a oreka h a u t s i egiten da eta erreakzioa a l d e b a t e r a edo bestera da,

desp lazatzen

da

oreka-egoera

berri

batera

iri t s i

arte.

Hau

erreakzioan p a r t e hartzen duten substantzien kontzentrazioak al-

d a t u egi ten d i r a oreka-egoera

Edozein oreka

b e r r i a r i dagozk ionak l o r t u a r t e .

kirniko edo f i s i k o baten a l d e baterako edo

besterako desplazarnendua modu k u a l i t a t i b o batez a u r r i k u s i a h a l izateko Le Chatelier-en p r i n t z i p i o a e r a b i ltzen da:

Y k e k a n dagoen sistema b a t e t a n kanpoko f a k t o r e b a t aldatzen denean,

orekak

aldakuntza

horri

k o n t r a egingo d i o n alderantz

desp lazatzeko joera izango du".

Aplika

dezagun

printzipio

hau

aipaturiko

h i r u faktore

horien kasuetara :

a ) Tenperaturaren e r a g i n a . Har hau:

dezagun,

adibidez,

orekan

dagoen ondoko erreakzio

-

exotermi koa 2H2 ( 9 ) + O2 ( 9 )

2H20 ( g )

endotermikoa

Sistema hoztu egiten badugu, ren arabera,

tzen den a l d e r a , naldera, tzizkoa

Le Chatelier-en p r i n t z i p i o a -

erreakzioa hozte h o r r i k o n t r a j a r r i k o zaio eta beroa sorh a u da, e r r e a k z i o exotermikoa den norantzan, e s k u i

desplazatuko da. izango da,

Berotzen badugu,

h o r r e l a erreakzioak

desplazamendua alderan-

(endotermi koak ) beroa x u r g a -

tzen b a i t du.

Hau

gertatzen

bada,

oreka-konstantea

tenperaturarekin

aldatzen delako da.

Esan d a i teke,

K h a n d i t u egiten dela,

r a t u r a jaisterakoan

dera desplazatzen dela. .da,

e r r e a k z i o zuzena exotermi koa bada,

E r r e a k z i o zuzena,

h a u d a oreka eskuin a l a i t z i t i k , endotermikoa ba-

erreakzioa e s k u i n a l d e r a desplaza d a d i n ,

dadin,

tenpe-

hots, K handiago e g i n

tenperatura g o r a t u e g i n behar da.

b ) Presioaren eragina. Presioaren e r a g i n a gasen a r t e k o (edo gutxienez g a i a den substantzia b a t agertzen deneko) erreakzioetan n a b a r i d a i teke soi l i k . lkus dezagun h u r r e n g o hau:

Presio horri

osoa

kontrajarriko

handitzerakoan,

zaion

aldera

oreka

desplazatuko

kanpoko da ;

aldakuntza

hots,

bol umena

txikiagotzen den a l d e r a ; k a s u honetan, ezkerretarantz.

Gas gero,

presioa

baten

bolurnena

h a n d i tzerakoan

den alderantz desplazatuko da.

mol-kopuruari erreakzioa Ondorioz,

proportziona l a

mol-kopurua

denez

g u t x i agotzen

gas-rnolen kopuruaren a l d a -

kuntzarik

gabe ematen d i r e n erreakzioetan,

presio osoak ez d u ore-

karengan inolako eraginik.

K konstantea presioaren funtzioan ez badago,

nola e r a g i n

lezake beronen a l d a k u n t z a batek oreka-egoeran?

Erantzuna

a u r r e k o erreakzioaren

l a g u n t z a z emango dugu:

/ g a s b i hauen oreka-egoerako N04 sistemaren bolumer? osoa. eta

Orduan p -ren

mol-kopurua

n

V

h a n d i tzerakoan

legea) eta Kc-ek

t x i k i a g o t u egi ten d a (Boyle-

konstante i r a u n dezan,

t x i k i a g o t u e g i n behar da,

hots,

bait

n

O za t idura 2N0 / " N oreka ezkerretaranSz dezpfazatu be-

h a r da.

c ) Kontzentrazioen e r a g i n a .

Orekan p a r t e h a r t z e n duen edozein substantziaren kontzen trazio-aldakuntzak aldatzen ;

bai ,

ez

du,

ordea,

inondik

orekako

ere,

beste

oreka-konstantearen

substantzien

balioa

kontzentrazioak.

l k u s dezagun a d i b i d e k o n k r e t u b a t :

Oreka

eskuinetarantz

t e n p e r a t u r a konstantean ) asmoz,

,

desplazatu

nahi

bada

(presio eta

k l o r o errendimenduri k handiena lortzeko

b i modutara joka dezakegu Le Chatel ier-en

printzipioaren arc

1 ) E r r e a k t i b o baten, O r e n a k a s u , kontzentrazioa handiagotuz 2edo 2) p r o d u k t u b a t e l iminatuz, esate baterako, u r - l u r r i n a absorbabera:

tuz.

Azalpena ere ez da zai l a :

handiagotzen

[o2] zenbakitzailea handitu

[H~o]

egin

ere behar

handiagoa dira,

t x i k i a g o a egi ten

badugu, egin

Kc-ek

behar

konstante i r a u n dezan

da,

oreka eskuinerantz

bada,

arrazoi

hots, [H20]

eta

[CI]

desplazatzen d e l a r i k ;

berberagati k

[HCI]

eta

[o2]

ere txikiagoak egin behar d i r a , oreka alde berberarantz desplazatzen delarik.

Oroit bezala,

arazi

behar

katalisatzaileek

ez dutela

ez

da,

atzera ere,

dutela

inolako

honetan inolako aldakuntzarik

arestian

eraginik

sortzen;

ka-egoera bizkorrago lortzea besteri k ez dela.

ikusi

dugun

oreka-egoeran,

egi ten dutena ore-

AR l KETAK

5.15,-

E r r e a k z i o kirniko baten a b i a d u r a r i

. b u r u z k o e s a l d i hauek egiaz

k o a l a gezurrezkoak d i r e n esan ezazu:

a ) rnol .l-' .+tan -1

b ) mo1.l

.S

-1

adieraz d a i t e k e b e t i .

- t a n adieraz daiteke b e t i .

c ) Un i t a teak erreakzioaren orden osoaren rnenpekoak d i r a .

d ) Unitateak, a b i a d u r a adierazteko a u k e r a t u dugun erreaktiboc r e k i k o orden p a r t z i a l a r e n menpekoak d i r a .

5-16

.- Esan

h u r r e n g o esa l d i a egiazko a l a gezurrezkoa den:

kirniko

baten

abiadurak

zenbak i z k o b a l i o berbera

"Erreakzio d u erreak-

zioak i r a u t e n duen denbora osoan".

5-77

.- Gas

propanoaren errekuntza h u r r e n g o e k u a z i o a r i j a r r a i t u z ema-

ten da:

lnforrnazio b a k a r honekin b a i e z t a a l daiteke: a ) E r r e a k z i o zuzenaren orden osoa sei dela. b ) Alderantzizko erreakzioaren orden osoa zazpi dela. c ) Propano mol

bat

erretzeko O

2

bost

rnol

behar

d i r e l a beti.

d ) Propano mol b a t erretzeko behar den O2 mol-kopurua zio-mekani smoaren menpean dagoela

5-18

.- k ,

.

erreak-

e r r e a k z i o kirniko baten abiadura-konstantea:

a ) rnol-' b ) Bere dira.

.l .*-'-tan unitateak

adieraz daiteke beti. abiadura-lege

diferentzialaren

menpekoak

c ) Zenbakizko

b a l i o berbera d u erreakzioak

i r a u t e n duen den-

b o r a osoan. d ) Bere z e n b a k i z k o b a l i o a k ez d u e r r e a k t i b o e n k o n t z e n t r a z i o e k i k o rnenpekotasunik.

5.19.-

H u r r e n g o e r r e a k z i o a r e n t z a t : 2N0 + O2 aurkitu

da

-

2N02 e s p e r i m e n t a l k i

erreaktibo bien kontzentrazioak

b i k o i z t u egiten d i -

r e n e a n a b i a d u r a z o r t z i b i d e r h a n d i a g o a e g i ten d e l a , genoaren

kontzentrazioa

b a k a r r ik

ere b i k o i z t u egiten dela s o i l i k . dura-lege

5.20.-

b ikoizten

denean,

abiadura

Atera ezazu e r r e a k z i o a r e n a b i a --

diferentziala.

Esan h u r r e n g o e n u n t z i a t u a e g i a a l a g e z u r r a den: riaren

baino oxi-

arabera

erreakzio-abiadura

Y f a l k e n teo-

erreakzionatzen

ari

diren

rnolekulen a r t e a n segundo b a k o i tzeko g e r t a t z e n d i r e n t a l k a - k o p u r u a r e n z u z e n k i p r o p o r t z i o n a l a da",

5.21.-

Erreakzio kirniko baten aktibazio-energia:

a ) T x i k i sarnarra i z a n o h i d a e r r e a k z i o exoterrnikoetan. b ) Handi sarnarra i z a n o h i d a e r r e a k z i o endoterrnikoetan. c ) Ez d u e r r e a k z i o a r e n

H - r e k i k o rnenpekotasun zuzenik.

d ) Asko t x i k i t z e n d a t e n p e r a t u r a h a n d i t z e r a k o a n .

5.22

.- E t a p a

bakar

batetan

erreakzio-beroa

ematen

H=55kJ d a .

den e r r e a k z i o

endotermiko b a t e n

Hurrengo b a l ioetatik

( k J - t a n esan

z e i n e z i n den i z a n e r r e a k z i o honen a k t i b a z i o - e n e r g i a r i na.

a ) 45

b ) 70

c ) 95

eta

d ) 150

dagokio-

5.23.-

E r r e a k z i o k i m i k o a gertatzen a r i deneko tenperatura goratzerakoan : a ) Erreakzio-abiadura

handit u

e g i ten

da b e r a u endotermikoa

b a d a , b a i n a t x i k i a g o t u exotermikoa bada. b ) E r r e a k z i b - a b i a d u r a h a n d i t u egiten d a b e t i . c ) E r r e a k t iboen kontzentrazioa eta, ondorioz,

gero e t a

txikiagoa

abiadura-konstantea ere b a i

.

egi ten da

d ) Molekulen batezbesteko a b i a d u r a eta, beraz aktibazio-energ i a h a n d i t u egiten d i r a .

5.24.-

E r r e a k z i o k i m i k o o a t i k a t a l i s a t z a i l e p o s i t i b o b a t gehitzen zaig nean :

AH, E r r y k z i o - b e r o a t x i k i t u egiten da. b ) A G-ren b a l ioa negat iboagoa d a eta, beraz, a)

pontaneoagoa egi ten d i r a

.

erreakzioa es-

c ) E r r e a k z i o zuzenaren a b i a d u r a b a k a r r i k handitzen da. d ) N e u r r i berdinean

handitzen d i r a a b i a d u r a b i a k ,

zuzenarena eta a lderantzizkoarena

5.25.-

Amoni akoaren sorkuntza-erreakzioa

erreakzio

.

orekan

dagoela

esan

ahal

izango da:

a ) Denbora

batetik

aurrera

sortzen

den

amoniako-kantitatea

h u t s a denean. b ) Amoniako-kant i tatea denean

.

denborarekiko p r o p o r t z i o n a l k i

aldatzen

c ) E r r e a k z i o zuzen e t a a l d e r a n t z i z k o a r e n a b i a d u r a k zero direnean

.

d ) Bi a b i a d u r a hauek b e r d i n a k direnean, berdinak.

b a i n a zeroren des-

5.26.-

Metanola

metil

alkohola

karbono

rnonoxidoaren

hidrogenazioz

lortzen d a i n d u s t r i a n :

E r r e a k z i o honen oreka-konstantea

a l d a t u egingo d a :

a ) Tenperatura h a n d i tzerakoan. b ) Presío osoa h a n d i tzerakoan. c ) H -ren presio p a r t z i a l a handitzerakoan. 2 d ) K a t a l i s a t z a i l e p o s i t i b o b a t gehitzerakoan.

5.27.7

Aurreko a r i k e t a k o erreakzioaren orekan,

metanolaren kontzen-

t r a z i o a h a n d i t u egingo da:

a ) Tenperatura h a n d i tzerakoan

.

b ) Presio osoa h a n d i tzerakoan. c ) H2-ren p r e s i o p a r t z i a l a handitzerakoan. d ) K a t a l i s a t z a i le posi t i b o b a t gehitzerakoan.

5. 2 8 - Esan egiazkoa a l a gezurrezkoa den : ''Sistema homogeno guzt i e ~ t z a t k~ = kc".

5.25-

Gas fasean gertatzen den e r r e a k z i o honentzat :

k c = 729,

550°C-tan.

K a l k u l a t u ondorengo erreakzioaren oreka-

-konstantea tenperatura berdinean:

5.3Q-

Aurreko

a r iketako

kontutan harturik,

erreakzioaren

oreka-konstantearen

b a l ioa

asma e i a z u zein i z a n behar den oxigenoa-

ren

kontzentrazioa

orekan

(550°C-tan)

SO2 eta SO3 k a n t i t a t e

ekimolekularretan egon d a i tezen.

5.31.-

Hurrengo erreakzioen oreka-konstanteak

Aterako a l

ondoko hauek d i r a :

zenuke b i hauen funtzioan hurrengo erreakzioaren

oreka-konstantea? :

5. 3 2 - 1 .200°k-tara

eta presio osoa 1 atm.

ehuneko 0,s-ean

d e l a r i k , k l o r o molekularra

d i s o z i a t u r i k a u r k i t z e n da berb atomoetan.Ka1-

k u l a t u disoziazioaren oreka-konstantea,

k p , tenperatura horre-

tan.

5.33-

30

gr.

azido azetikok

CH3COOH,

46 g r .

alkohol

CH3CH20H, erreakzionatzen dutenean (2S°C-tan ),, azetato,

etilikorekin,

36,96 g r . e t i lo

CH3COOCH2CH3, eta u r - k a n t i tate b a t eratzen da.

Kal-

k u l a t u esterifikazio-erreakzio honen oreka-konstantea. 5. 3 4 - 5 I t - t a k o matraze batetan eta 1 atm-tako presioan,

nitrogeno

d i o x i d o l a g i n b a t berotzen da 327OC-tako tenperatura konstanteraino,

hurrengo erreakzio honeo a r a b e r a disoziatzen d e l a r i k :

Oreka l o r t u ondoren rnatrazea hoztu egiten da (erreakzioa geldi

araziz)

eta

nahastea

ateratzen d i r e l a r i k :

02.

Kal k u l a

gr.

NO2,

0,60

gr.

NO eta 0,30 gr.

NO r e n disoziazio-erreakzioaren 2tenperatura horretan.

itzazu

k p konstanteak,

3,45

aztertzen d a ondorengo d a t u hauek

kc

eta

5. 3 5 -

N O r e n disoziazioarentzat k p oreka-konstanteak 0,142 b a l i o 2 4du, 2S°C-tan. K a l k u l a t u disoziazio-maila, 25OC eta 1,2 atm-tara,

5.36.

-

Hi drogeno ioduroaren sorkuntza-erreakzioarentzat :

k,

5.37.-

matrazean hasieran N O 0,1 mol sartzen b a d i r a . 2 4

= 64, 400°C-tan.

K a l k u l a t u zenbat gramo HI e r a t u k o d i r e n ,

15 I t - t a k o

eta H2 mol b i n a botatzen b a d i r a ontzi b a t e t a r a I2

e t a oreka

lehen j a r r i t a k o

250°C

1 atm-tara,

PCI

a)

3

eta

e t a C12 emanez.

PC15-ren ehuneko 80 d i s o z i a t u r i k

dago,

Kalkulatu:

Tenperatura h o r r e t a r a k o

b ) PCI

tenperatura honetara lortzen bada.

%,

r e n disoziazio-portzentaia, 5s i o osoa 5 atm-takoa denean.

oreh-konstantearen

b a l ioa.

tenperatura berdinean,pre-

6,- PROTOIEN TRANSFERENTZI ERREAKZIOAK,

6.1

.- SARRERA.

6.2.-

AZ 1 DO ETA BASEE l BURUZKO ARRHEN 1 US-EN

TEO-

RIA. 6.3.-

BRONSTED ETA LOWRY-EN TEOR IA.

6.4.-

LEWIS-EN TEORIA.

6.5.-

A Z l D O ETA BASEEN INDAR ERLATIBOAK.

6.6.-

URAREN IONIZAZIOA.

6.7.-

pH-REN KONTZEPTUA.

6.8.-

INDIKATZAILEAK.

6.9.-

DISOZIAZIO-MAILA.

6.10.-

HIDROLISIA.

6.11.-

HIDROLISI-MAILA.

6.12.-

AZ IDO/BASE

BALORAZ 1 OAK

EDO

NEUTRAL 1 ZAZ IO-

ERREAKZIOAK. 6.13.-

DlSOLUZlO INDARGETZAILEAK EDO TANPOI-DISOLUZIOAK.

6.1

.- SARRERA Azidoak

e t a baseak a s p a l d i d a n i k e z a g u t u a r r e n , b e r a i e n

e r a r e n a z a l p e n a k X IX.rnendeko

Aintzinatik

substantzia

ziren,hots,azidoek

koloratzaile

hain

bihurtzen

zuzen,gorri

joka-

a z k e n u r t e e t a n ernan zien.

hauen

natural

dute,eta

propietate baten

batzuk

kolore

baseek,hasierako

ezagunak

urdina,tintaroia kolore

urdina

sortzen d u t e b e r r i r o .

1663.urtean

Boy le-k

azidoentzako

z i t u e n ( a z i d 0 h i t z a "acidus"den

ondoko

propietateak

ernan

latineratik dator "garratza"):

- Zapore g a r r a t z a

-

Substantzia asko disolbatzen dute

- T i n t a r o i a r e n k o l o r e a g o r r i tzen d u t e

-

P o t a s i o p o l i s u l f u r o t i k s u f r e a hauspeatzea Baseekin k o n t a k t u a n j a r t z e a n b e r e n p r o p i e t a t e a k g a l t z e n dituzte.

Aldiz,baseentzakoak(arabeeratik

-

= landaren errautsa) :

L i x i ba-zaporea Detergente-ahalrnena

- Xaboi-ukirnena

-

Sufrea e t a o l i o a k d i s o l b a t z e a Azidoek

aldatutako

koloratzaileen

kolorea

bere

hasierako

koloreetara aldatzea

-

Azi d o a k desegi t e k o ahalmena

1774 . u r t e a n azidoekin

elkar

Rouel le-k

baseen d e f i n i z i o b a t ernan zuen:baseak

erreakzionatzen

zuten

substantziak

ziren

gatz

bat

oxigenoa

azido guzt ietan

eratuz.

1770. u r t e a n

Lavoisier-en

zegoen elementua , a z i d o t a s u n a r e n

ustez

zen

p r o p i e t a t e a k ernanez. ( o x i g e n o a grekoe-

r a t i k d a t o r : o x u s = azidoa,gennao = e k o i z t e n a r i n a i z ) .

18lO.'urtean zabaldu

Humphry

zuen:elementu

Davy-k

azidoei

k o n k r e t u batek

buruzko

honako

ideia

ez zuen azidotasunik ematen

,

azidotasuna zenbai t elementuren e g i t u r a k u n t z a n zetzan.

Horrela ,HCI azidoak tziek

dira

Na2 O,

eta

hidrogeno k l o r u r o a ,H

S hidrogeno sulfuroa,HCN.. 2 dute oxigenorik;oxigenodun d i r e n beste substan-

ez

.. ez

Bao,.

dute azidoen propietaterik;beraz,azidoetan

ze-

gokeen elementua hidrogenoa zela esan zen.

Aurreko batzuk ,Berzel i us sier-ek

teoria eta

ondo

frogatu

Gay-Lussac-ek

zen

hain

arren,kimikari zuzen

ere,

oso famatu

1840.ean,Lavoi-

a z a l d u t a k o t e o r i a r e k i n b a t zetozen.

1838.urtean zuen :azidoak

Liebig-ek

hidrogenoa

azidoentzako

teoria

konposatuak

z i r e l a eta

zuten

berri

bat

azaldu

hidrogenoaren

ordez metalak j a r zitezkeela. I

6.2.-

AZ l DO ETA ,BASEE I BURUZKO ARRHEN IUS-EN TEOR l A

Ostwald teoria

eta

elektrol itikoa

Arrheni us-ek garatu

1880.etik

zuten, teoria

1890.era

honen

disoziazioaren

arabera,elekrol itoak

h i r u multzotan s a i l k a t z e n zituzten:

-

Azidoak:

uretan

+

H

i o i a k (hidrogeno-ioiak ]

emñten d i tuzten

substantziak d i r a .

-

Baseak:

uretan

OH-

ioiak(hidroxido-.ioiakiematen dituzten

substantziak d i r a .

-

Gatzak:

uretan

beste

ioi

substantziak

desberdinak

clira.Gatzak

hiru

ematen

dituzten

eratakoak

izar!

d a i tezke:

+

1) Neutroak:ez dute H (K2S04 ,CaCI2 ) 2) Azidoak:

+

H

....

i o i a k e t a beste k a t i o i b a t z u k ematm

dituzte(KHS04,KHC03 3) Basikoak:

e d o 0 ~ -i o i r i k ematen

....)

OH- i o i a k e t a beste a n i o i batzuk erna-

ten d i t u z t e ( P ~ N ~ ~ (,AIC03(OH). o H )

Arrhenius-ek

1887.urtean

..........)

zera proposatu zuen:disoluzio

akuo-

sotan

azidoen

ezaugarriak

e z a u g a r r i a k OH-

ten da

+ H30

hidrogeno-ioietan

10-13

cm-takoa);hidratatu

egi-

bihurtuz.

adibideak,Arrhenius-en

gu:HCI ,H 2S04,HN03

zetzatela;aldiz,baseen

edo o x h i d r i l o a ) .

edo p r o t o i a berez ez da e x i s t i t z e n disolu-

oso t x i k i a b a i t d a (

hidronio-ioi

Azidoen

+

hidrogeno-ioietan(Hidroxiloa

H + hidrogeno-ioia zioetan,erradioa

H

....etabar;azido

arabera,azido

klasikoak d i t g

hauek u r e t a n disolbatzerakoan d i -

soziatu edo i o n i z a t u egi ten d i r a ondoko erreakzioa emanez:

Baseen

adibideak ,metaleen

hidroxidoak

d i r a ( a l k a 1ino eta

lu-

r r a l k a l i n o a k batez e r e ) , e t a u r e t a n ondoko eraz disoziatzen d i r a :

Teoria kar

honen

n e u t r a l izatzeko

-erreakzioak ur-molekulak

emateko

bidez,azido

ahalmena

erraz

+ H

ahalmena;

emateko.Demagun

eta

baseen a r t e k o propietateak eluler

eta

adibide

d a i teke, hots,neutral izazio-

OH-

bat:HCI

ioiak

desagertzen

disoluzio

akuoso

t a ' NaOH disoluzioarena nahasterakoan , n e u t r a l izazio-erreakzioa

dira bat

horrela-

xe i d a t z dezakegu:

+ CI-(aq) + ~ a + ( a q )

+

CI- ( a q ) eta Na eta

batzutan

ioi

( a q l i o i e k ez dute i n o l a k o a l d a k e t a r i k jasan,

behatzai leak

esaten zaie;erreakzioa

era

i o n i koz ere

i p i n daiteke:

~'(aq) + 0~-(aq

E r r e a k z i o hau, normalean oso d e s p l a z a t u r i k dago rantz.

eskuineta-

6.3.-

BRSNSTED ETA LOWRY-EN TEORIA

Arrhen i us-en txe

zetzan:Zergatik

teoriaren h u t s u n e r i k h a n d i e n a g a l d e r a honetan-

OH

k a e r a zuten? NHj,eta

-

talderik

NacoJ-en

Beraz, Arrhenius-en

dela

konposatuek,

baseen jo-

kontzeptua z a b a l d u b e h a r r a zegoen.

protoi-transferentziaren

pentsatzea

zeukaten

u r e t a n disolbatzen denean,azido-molekulatik ur-mo-

Azido b a t lekulara

ez

kasuak h a i n zuzen.

guztiz

bitartez,H

logikoa

O

da,HCI-ren

+

hidronio-ioia

disoziazioa

era

eratzen honetaz

idatz dai tekeelarik:

Ekuazio honetan d i s o l b a t z a i leak espl i z i t u k i p a r t e hartzen du azido/base

erreakzioetan

d i s o l b a t z a i learen

jokaera

izanik.Horrela,protoi-transferentzia

ur-molekula

batetaba

eta

gertatzen

bada,amoniako

beste

oso

batetik

inportantea

base-molekula

konposatuen

basetasuna

a d i e r a z dezakegu:

Bronsted-ek seentzako

e t a Lowry-k, b a k o i tzak bere a l d e t i k ,azido eta ba-

kontzeptu

berria,

eta

Arrhenius-ena

b a i n o orokorragoa,

proposatu zuten:

Azidoa:

p r o t o i a k eman ditzakeen substantzia d a (base b a t i ) , h a u da, substantziak protoi-emaileak

Basea:

protoiak da,

eta

ditzakeen

substantzia

da

(azido b a t i ),

hau

substantziak p r o t o i - h a r t z a i leak d i r a .

Def i n i z i o zaie,

.o n a r

dira.

hauei

azido/base

azido

eta

erreakzioej

transferentzi erreakzioak)

.

baseen

teoria

erreakzio

p r o t o l i t i k o a esaten

protolitikoak

(protoien

Protoi-transferentzia do-rnotekula

i t z u l g a r r i a denez gero,

b a t e k p r o t o i b a t ematen duenean,

k i n a k p r o t o i a h a r dezake, honi

hori

azidoaren

hots,

rnolekularen honda-

A-

basearen jokaera

base konjokatua

deritzo.

i z a n dezake, base

Era berean,

BH+ a z i d o b i h u r t z e n d a ,

protoi b a t h a r t z e n duenean,

AH a z i -

B base b a t e k basearen a z i d o

k o n j o k a t u a h a i n zuzen.

~ z i d o / b a s e erreakzioaren

A

H

+

Azi do/base

,

*

,

Azido 2

hauxe dugu:

A-

Base l

erreakzioan p a r t e hartzen duten bikote bakoi-

e t a B H + / B - ~ ~a l e g i a ,

AH/A-

+

BH+

Base 2

Azido 1

tzari

B

idazkera orokorra

p a r e azído/base

k o n j o k a t u a esaten

zaio.

A u r r e k o e r r e a k z i o a k it z u l g a r r i a k

i z a t e a n , a l d e b a t e r a edo

bestera g e h i a g o edo g u t x i a g o d e s p l a z a t u r i k egongo d i r a , p a r e a z i d o / ibaseen

arabera;

h a u da,

a z i d o eta

baseen k o n t z e p t u a k

erlatiboak

dira.

U r a k , HCI a z i d o a r e n a u r r e a n , basetzat jotzen d u ( p r o t o i b a t 2h a r t u z ) , e t a beste k a s u e t a n , NH3 eta COJ -en a u r r e a n , a z i d o t z a t ( p r c toi

bat

emanez).

Batzutan,

azidoen

jokaera,

eta

besteetan baseena

duten s u b s t a n t z i e i a n f i p r o t i d o a k edo anfoteroak esaten zaie.

B r o n s t e d e t a Lowry-en

teoria

A r r henius-ena

b a i n o oroko-

rragoa d a , azken h a u aurrekoaren k a s u herezi bat izanik.

Azidoen k o n t z e p t u a , tzekoa

da;

azido

klasiko

protoi-emai l e a k d i r a ,

aldiz,

+

ioi batzuei,

NH4, HSO;

ur-disoluzioetan,

guztiak

KOH,

batzuk

...

baseak

dauzka.

( A r r h e n i us-en dira,

beren

,

H2S04,

CH3COOH,.

..

etabar,

teoria protonikoan, azidoaren kontzeptua

e t a b a r r e i z a b a l t z e n zaie.

Baseen k o n t z e p t u a k , tsitzu

HCI

b i t e o r i e t a n oso a n -

Alde base

b i teorietan, batetik

t ipikoak)

disoziazioan

OH-

desberdintasun garran-

metaleen

hidroxidoak,

NaOH,

~ r o n s t e de t a

Lowry-entzat

ere

i o i a k s.ortzen

b a i t dituzte,

eta

OH-

hauek,

ioiek, p r o t o i a k hartzen dituzte,

benetako izakera basikoa

dutenak d i r e l a r i k :

Bestalde, zabaltzen

du,

azken

rnolekula

teoria

neutroa e t a

honek

basearen

ioiak,

kontzeptua

asko

...

NH~,CH~NH~,CO~,S=,HS-

e t a b a r onartuz.

6.4.- LEWIS-EN TEORIA. Substantzia askok beren rnolekule (beraz, kate.

I

e z i n dute p r o t o i r i k ernan), eta h a l a ere,

te h idrogenor i

i z a k e r a azidoa dau-

Nola azal d a i t e k e jokaera hau?. Beraz, eta b e r r i r o ,

teoria pro-

tonikoa z a b a l d u beharrean ziren. Substantzia hauen a d i b i d e batzuk ondoko hauek dira:SO 3'

S O ~ , C O ~ , B F ~ , A I C I ~ , A G +e t,aAbIa ~ r , + n a h i z eta h i d r o g e n o r i k ez eduki. azidoen jokaera daukate eta baseekin e l k a r erreakziona dezakete neg tralizazio-erreakzioak

emanez, b a i disoluziotan

(akuosoak edo ezakuo-

soak) e t a b a i d i s o l b a t z a i l e ezean:

COZ + CaO

= +

Caco3

SO3 + K20

= ,*

K 2SO4

1923.urtean zioak ernan zituen:

Lewis-ek

azido eta baseentzako ondoko defini-

kidoa: -

elektroi-bikote

b a t e n k o n p a r t i z i o a o n a r dezakeen s u b s t a n t z i a

da.

&sea: -

elektroi-bikote b a t

,

k o n p a r t i tzeko ernan dezakeen s u b s t a n t z i a

da.

Azido-molekulek

balentzi geruzan o r b i t a l huts b a t daukate

eta e l e k t r o i - b i k o t e b a t k o n p a r t i tzeko e r a b i l dezakete. nioen

halogenuroetan,

ezmetalen

oxidoetan

eta k a t i o i metal i k o u g a r i t a n ( t r a n t s i z i o - m e t a l e t a n , azalpena ernaten wis-ek

da.

Protoiak

1s o r b i t a l a

Boro e t a a l u m i -

(aintzinako anhidridoak) batez ere) aurreko

hutsa du,

eta beraz,

Le-

dioenez a z i d o t z a t p o r t a t z e n d a .

Base-molekulek daukate e t a ,

lotura

balentzi

geruzan

bakartia

elektroi-bikote

, F-, e r a t z e k o k o n p a r t i d e z a k e t e l a r i k ; N H ~H20,0=,

OH- i o i a n e t a b a r r e t a n h a u x e b e r a p a s a t z e n d a .

Noski

,

B r o n s t e d e t a L o w r y - e n t z a k o a z i d o e t a base g u z t i a k

Lewis-en a z i d o a k e t a baseak d i t u g u .

Azido-molekularen tralizazioa,

eta

basearen arteko

lotura,

hots

neu-

l o t u r a k o b a l e n t e k o o r d i n a t u a r e n e r a k e t a b e s t e r i k ez d a .

Aurreko e r r e a k z i o a k Lewis-en d i a g r a m e n b i d e z i k u s d i t z a g u n :

kasuan :

OH--ren

Elektroiak

harrapatzeko

joerari

elektrozaletasuna

esaten

zaio,. eta ematekoari nukleozaletasuna.

Azido eta baseen kontzeptu h a u oso zabala da,

eta diso-

l u z i o akuosoetan, o r o k o r k i ,

d i s o l b a t z a i l e hidrogenatuetan (amoniakoa,

alkoholak,

..

azido

h a u e r a b i l tzea.

azetikoa,.

Normalean,

etabar)

ez da

beharrezkoa kontzeptu

n a h i k o a da Bronsted eta Lowry-rena era-

b i l tzea, eta b e r a e r a b i l i k o dugu, salbuespenak ezik.

6.5.-

AZlDO ETA BASEEN INDAR ERLATIBOAK.

Azido

klorhidrikoa

sendoa,

azido

azetikoa

ahula,

sodio

h i d r o x i d o a base sendoa edo amoniakoa base a h u l a d i r e l a esaten dugunean,

zer esan n a h i dugu?, zeintzuk d i r a sendo eta ahulen esana-

h i a k ? , n o l a n e u r daiteke azido edo baseen i n d a r r a k ? .

Arrhenius-en sendoak -maila

teoriaren

arabera

,

ur-disoluzioetan,

azido

g u z t i z d i s o z i a t u r i k a u r k i t z e n d i r a , e t a ahulentzat disoziaziot x i k i a da.

Bronsted eta Lowry-ren doagoa

izango d a

base b a t dituenean.

protoiak

sendoagoa

teoriaren a r a b e r a ,

zenbat

azido bat sen-

eta errazago askatzen dituenean;

izango d a p r o t o i a k zenbat e t a errazago hartzen

Eman eta hartzearen joera h a u e r l a t i b o a da; beraz, e r r e

ferentzi-substantzia

b a t h a r t u b e h a r r e a n gaude,

normalean u r a izaten

da.

Azidoa du),

beraren

hartzeko joera

base

oso

sendoa

konjokatua

t x i k i a du;

j o k a t u a sendoa da.

bada

aldiz,

ahula

(protoia

emateko

izango da,

h a u da,

azidoa a h u l a bada,

Azidoa zenbat'eta

joera

handia protoiak

bere base kon-

sendoago i z a n bere base konjo-

k a t u a h a i n b a t e t a ahulagoa izango da, e t a alderantziz.

lndarra edo base baten

k M n t i t a t i b o k i n e u r t u n a h i b a l d i n badugu,

indarra

oreka-konstantearen

b a l ioak

ernango

azido digu:

demagun AH azidoa:

Oreka-konstantea hauxe da:

Ur-disoluzioak

oso d i l u i tuak direnean, norrnalean e r a b i l i e -

nak, u r a r e n kontzentrazioa konstantetzat h a r daiteke ( u r h u t s a r e n a ) :

disoziazio edo ionizazioaren konstantea i z a n i k (batzuKa, tan azidotasunaren konstantea) , konstante honek AH azidoaren indarra kuantitatiboki izan,

azidoa

neurtzen du.

haínbat

eta

K -ren b a l i o a zenbat eta handiagoa a sendoagoa d a (A-, bere base konjokatua

ahulagoa).

Modu berean, B base baten i n d a r r a , u r a r e k i k o e r r e a k z i o g ren oreka-konstantearen bidez neur d a i teke:

Kb basearen disoziazio edo ionizazio-konstantea d a (basetasunaren konstantea)

Ura (edo Kb)-en

,

eta basearen i n d a r r a neurtzen du.

hartzen denez gero, Ka azidoak eta baseak ordenatu egin d a i -

erreferentzi-substantziatzat

b a l i o e n arabera,

tezke i n d a r e r l a t i b o a r e k i k o ,

ondoko t a u l a n ikusten denez:

-

164

-

Z e M a i t pare azido/base k o n j o k a t u r e n i n d a r e r l a t i b o a .

6-1.TAULA:

-

Bar* kenjo&atua

Azidoa

HCIO, HI HCI HNO, "*SO, HO , ' HSO;

Oso h a n d i a

NOHS~; Ha0

so; H,PO; F-

;y'. ahula

CH,OOOH HP, H*S HP , O; NH,' HCN. HCO; HSHO , N", OH -

CH,COOHCO; HSHPO; N", CN-

co; S=

is

Ur-disoluzioetan keen a z i d o r i k HC104,. zmda).

..)

sendoena

;

ioia da. guztiz

ur-disoluziotan

edozein k o n t z e n t r a z i o t a n OH-

&so t x i k i a u

U

A z i d o r i k sendoenak

disoziaturik

daude

ager daite(HN03,HCI, (beren

Ka

egon d a i tekeen b a s e r i k sendoena,

n o r a n t z a k a l k u l a da¡ teke.

bi p a r e azido/baseen a r t e k o e r r e a k Goiko a l d e a n ,

r a r i k h a n d i e n e k i k o a z i d o a k daude, joera t x i k i a g o t u egi ten da.

1,3 . lo-' 7.5 . lo-' 8,s . lo-' 1.a . lo-*. 4,3 . lo-' 9.1 . lo-' 6,2 . lo-' 5.6 10-'O 4.9 . 5,6 lo-" 1,l . lo-" 1.8 . lo-'*

i o i a da.

Taula h o r i dela eta, zioen

$7oso

n n n

e t a edozein k o n t z e n t r a z i o t a n ,

+ H30

ur-disoluziotan

E r a berean,

n n n n 1.o0

Horrela,

p r o t o i a k ernateko joe-

t a u l a n z e h a r j a i s t e n den n e u r r i a n a z i d o b a t e n e t a t a u l a r e n behetik

dagoen p a r e b a t e n edozein b a s e r e n a r t e k o e r r e a k z i o a a u r r e s a n dezakegu.

HSOI-ak

eta

F--ren

HF e t a SO4 e r a t u z ; e r a b e r e a n ,

i o i e k e l k a r r e k i n e r r e a k z i o n a t u k o dute HF-ak

z i o n a t u k o d u t e F- e t a H2C03 e r a t z e k o .

e t a HC03-ak e l k a r r e k i n e r r e a k (H20 + COZ).

-

-ren

E r r e a k z i o a n p a r t e h a r t z e n d u t e n b i p a r e azido/baseen K a b i d e z , d a g o k i o n o r e k a - k o n s t a n t e a k a l k u l a d a i teke, e t a beraz,

erreakzioaren hedapenari buruzko idea bat atera daiteke.

Azido edo baseen i n d a r r a eta rnolekula bakoitzak har edo eman da.

dezakeen protoi-kopuru Protoi

bat

monoprotikoak eman

osoarekin ez nahastea oso inportantea

. ..

) (HCI ,HN03,HCN,CH COOH, 3 d i r a ; protoi bat baino gehiago

ernan dezaketeen azidoak (edo

dezaketenei

rnonobasikoak)

poliprotikoak

eman ditzaketenean d i p r o t i k o a k nean t r i p r o t ikoak

,

... eiabar . azido

(edo pol ibasikoak) esaten - zaie: izanik

base

1

H ~ S O +~

bi

.

(H2S04,H2C03,. . ) , h i r u dire-

2

azido

basel

H~O,

HSO;

+

H20,

O

+

2

H~O+

diprotikoa HSO;

Azido sun berdinarekin

+

pol iprotikoak, protoi

.. batetik

d i tuzte behin betiko eta errazta-

guztiak ernaten b a i z i k eta rnailaz rnaila eta

gero eta zailago egiten dute.

K,.

ez

Dagozkien disoziazio-konstanteak

bestera txikiagotzen doaz (

Beraz,

O ,,+

K

faktore batetaz)

azido fosforikozko ur-disoluzioan,

4>K29

.

h i r u orekak ba-

tera kontsidera ditzakegu, eta oreka bakoitzaren konstantea K1 > K >K3 izanik. ra,

+

Disoluzio honetan H20 eta H30

ondoko mota kirnikoak egongo d i r a :

rnotak (espeziez) gaine-

H3P04 proportzio handi bate-

disoziatugabeko rnolekulak ( K " t x i k i a " b a i t d a ) , 233HPO,, eta PO4 oso k a n t i t a t e t x i k i t a n , PO4 -arena batez ere.

tan,

hots,

>

2

H2P0;

6.6.-

URAREN IONIZAZIOA.

Ur h u t s a ezeroalea dela esan ohi da, sentikorrekin Beraz,

eroankortasun

txikia

neur

u r hutsean i o i a k egoten d i r a ,

k i t a n izan; h a l a ere,

H20 azido

Uraren (55,5 rnol ./l .-koa)

oreka-konstanteak

,

n a h i z eta oso kontzentrazio t x i -

+

H30

(aq)

+

OH-

azido 2

kontzentrazioa

praktikoki

(aq)

base, konstantea

denez

gero

oreka-konstantean s a r daiteke:

a l d a t u egi ten d i r a tenperaturarek iko:

Konstante

Ur

-

base2

1

dezakegu.

u r a r e n disoziazioa hauxe dugu:

H20

+

b a i n a , oso a p a r a t u

d a i tekeela f r o g a

honi

uraren

hutsean, [H30t] = [OH-]

biderkadura

,

ionikoa

baldintza

d e r i tzogu.

h a u betetzen duen

edozein d i s o l u z i o r i d i s o l u z i o neutroa esaten zaio.

Beraz, 25OC-tan [H30+] = [OH-] = 1 ,O. 1O-.'

Ur

hutsean

azido bat

sortzen da, e t a hernen [H30t] ditu,

+

H30 -en

# 11-10-],

azidoak

+ HjO

d i s o l u z i o azidoa i o i a k ematen bait

kontzentrazioa g e h i t u e g i t e n d a (2S°C-tan,

,

eta

u r a r e n disoziazio-oreka

handiagoa

izanik)

zatzen

(Le Chatelier-en

da

disolbatzerakoan,

p r i n t z i p i o a OH--en

lo-? bainb

ezkerrerantz desplakontzentrazioa t x i k i a -

gotuz

(2S0C-tan

baino txikiagoa),

. [OH-] =

b a i n a [H 0'1 3

Kw i r a u n -

duz.

Orekan,

H30+ ioiek OH-

i o i e n k o n t z e n t r a z i o a n duten e r a g i -

no i o i k o m u n a r e n e f e k t u a r e n k a s u b e r e z i b a t

da.

ioia. u r a r e n

H O -ren k o n t z e n t r a 3 t x i k i a g o t z e n d a , hots,

zioa

e t a azidoen a r t e k o

handitzen

denean

uraren

Kasu honetan H30+

+

i o i komuna d a . autoionizazioa

d i s o z i a z i o a r e n a t z e r a p e n a sortzen d a .

Modu sortzen d a ,

+

berean,

OH--ren

nean H O - r e n a 3

basea

disolbatzerakoan,

disoluzio

basikoa

k o n t z e n t r a z i o a h a n d i tzen d a e t a p r o p o r t z i o b e r d i -

t x i k i t z e n da,

Kw k o n s t a n t e a i r a u n d u z .

Honelako d i s o l u z i o rnotak daude:

Neutroa

[ H 3 0 + ]= [OH-]

Az i doa

[ H 3 0 + ]> [OH-]

Ba sikoa

[H,O+] < [OH-]

Edozein d i s o l u z i o t a n 25OC-tan

K

W

= [H30+l

. [OH-]

= 1 ,O. 10-

14

H 0' e t a [OH-] k o n t z e n t r a z i o a k e z i n d i r a zero i z a n , 3 Kw = = O i z a n g o b a i t zitekeen; h a u d a , d i s o l u z i o a z i d o e t a n b e t i daude OHioiak,

OH--ren

k o n t z e n t r a z i o a oso t x i k i a i z a n a r r e n ,

K -ren a r t e k o e r l a z i o a b base k o n j o k a t u a emanez:

Orain, azidoa e t a A-

Ka

a z i doa base konjokatua

eta

eta alderantziz.

aterako

Mi

+

H,O~H,O+

+

A-

A-

+

H$

+

OH-

H20

+

HZO

AH

H~O+ +

OH'

dugu.

Kb Kw

AH

E r l a z i o honen

bidez

Ka

kalkula

daiteke

Kb-tik

abiatuz

eta a l d e r a n t z i z .

H o r r e g a t i k , p a r e azido/base t a u l e t a n K -ren b a l ioak a s o i l i k ematen ohi d i r a .

6.7.-

PH-REN KONTZEPTUA.

Ur-disoluzioetan,

[H30+] eta [OH-] -ren

r e n b i d e r k a d u r a i o n i k o a t lotuak daude,

b a t a ezagutuz bestea atera-

+

tzea e r r a z a da, eta a l d e r a n t z i z ; normalean H O 3 ematen da. H30+ ioien kontzentrazioa

a r t e k o e r l a z i o a ura-

ioien kontzentrazioa

(mol/l i tro-kotan)

ondoko mugen

a r t e a n a l d a d a i teke:

HsO+ =

+ H30

= 10-

(1N den base sendo disoluzioarentzat)

'

(1N den azido sendo disoluzioarentzat )

10-en b e r r e t z a i le negat iboak ez e r a b i 1 tzearren, 1909.urtean Corensen-ek

pH-ren

kontzeptuaren

def in i z i o a

+

eman zuen : H20

ioien

kontzentrazioaren logaritmo h a m a r t a r r a da, zeinuz a l d a t u a ; hots:

+

Logaritmoaren zeinuaren a l d a k e t a dela eta, pH-ren eskala

eta [ H 0 1 ioien kontzentrazioen norantzak k o n t r a k o a k d i r a , pH-a han-

3

+

d i t z e n den n e u r r i a n H O -a 3 tekeenez :

t x i k i a g o t z e n da, ondoko t a u l a n ikus dai-

25°C-tan

disoluzio-motak

hauexek d i r a :

Disoluzio neutroa

pH =

7

< >

7

Disoluzio azidoa

pH

Disoluzio basikoa

pH

7

pOH-a ere era berean defini daiteke:

Uraren da :

bideradura

ionikoa

kontutan edukiz,

25OC-tan

zera

betetzen

6.8.-

INDIKATZAILEAK.

Zenbait pK-ren

b a l ioak

tantea

da.

eragin

handia

du,

biologikoetan

beraz

pH-a

jotzen

jakin

n e u r k e t a be-

da eta tresna berezi batzuren bidez,

daiteke.

lndikatzaileak

direlarik.

zenbait

pH-ren

indikatzaileen bi-

k o l o r a t z a i l e o r g a n i k o , eta

i n g u r u n e a r e k i k o h a u e n koloreak

i q d t r a t z a i l e a k a z i d o e t a base a h u l a k

d o a r r n k o l o r e a e t a b e r e base k o n j o k a t u a r e n a d e s b e r d i n a k

Demagun b a i t da. teri

dugu.

pH-metroak

neurtzen da.

konplexuren disol uzioak dira, aldatzen

baten

ezagutzea oso i n p o r -

Lehenengo h u r b i l k e t a n d i s o l u z i o e n pH-a dez

disoluzio

Prozesu i n d u s t r i a l e t a b i o l o g i k o e t a n pH-ren

harrezkotzat h a i n zuzen,

prozesu k i m i k o e t a

meti l

laranja

i n d i k a t z a i lea,

zeina

Bere r n o l e k m ~ i oso a k o n p l e x u a denez gero, Molekularen kolorea g o r r i a da,

ln-

dira,

azi-

izanik.

azido ahula

InH eraz adieraz-

ioiaren kolorea horia

den b i t a r t e a n .

D i s o l u z i o a n ondoko o r e k a ematen d a :

InH

+

H20

gorria

g o r r i a eta horia,

disoluzio azidoetan,

r a n t z d e s p l a z a t u r i k dago,

Disol u z i o a r i

'

-a

nahaskorrak d i r e l a r i k ,

indikatzai

l a r a n j a k o l o r e a h a i n zuzen.

Baina

h a n d i a d a e t a a u r r e k o o r e k a ezkerreta-

indikatzailearen kolorea g o r r i a izanik.

basea

geh i t z e r a k o a n ,

zioa g u t x i t u k o da eta oreka eskuinetarantz lea h o r i r a b i r a t u z .

0

era basikoa

l e a r e n k o l o r e b e r e z i a sortzen d a ,

+ LH30 1

~

horia

e r a azidoa

Biak,

ln- + ~

H ~ O ' i o i e n kontzentralerratzen da,

indikatzai-

Kolore-aldaketa

ondo nabaritzeko,er-a

azidoaren k o n t r e n t r a -

rioa, [ l n ~ ] , eta basikoarena [ l n - ~ d e s b e r d i n xamarrak (10 a l d i z izango da. -re'

bestearekiko) ;

bata Hots,

kolore-aldaketa

taulan,

aldatu

behar

ez da pH f i n k o batetan ernaten,

tartea b i unitatekoa izaten d a ,

Ondoko

izan behar d i r a

h o r r e t a r a k o [H30+i asko

pH-

honi b i r a k u n t z a - t a r t e a deritzo.

indikatzai le

e r a b i l ienentzako

birakuntza

ikus dezakegu:

lndikatzailea

Birakuntza-tartea

Kolore azidoa

Kolore basikoa

Metil l a r a n j a

3,l

- 4,5

Gorr i a

Hor i a

Tintaroia

5,7 - 8,3

Gorria

Urdina

Fenolftaleina

8,3

-

10

Gorri a

Kolore gabea

,. l n d i k a t z a i leen a p l i k a z i o r i k lurnetrietan

inportanteena,

azido/base

bo-

b a l i o k i d e t a s u n - p u n t u a deterrninatzea dugu.

Disoziaturiko elektrolitoaren

batezbesteari

( a ) disoziazio-

-maila esaten zaio.

AH azidoaren kasuan,

(A-+H+) d i s o z i a t u r i k o azidoaren b a -

tezbestea da.

-

Azido sendoentzat; e r a b a t disoziatua = a = 1 .

- Azido ahulentzat,

partzialki

zenbat eta ahulagoa izan,

Disoziazio-maila

disoziatua:

Disoziazioa:

AH

A-

1- a

a

c(1-a)

1,

azidoa

( c ) arabera alda-

e r l a z i o n a daiteke:

rnol b a t a z i d o t i k datozen molak K a i t zerit r a z i oak

<

h a i n b a t eta t x i k i a g o a da.

azido-kontzentrazioaren

tzen da eta disoziazio-konstantearekin

a

+ H+ a

ac + a c

Kasu ' p r a k t i k o a :

+

arnonio i o i a azido sendoa da.

+ ,

NH4 + H20

NH3 + H30

h a u da,

hidrolisi-erreakzioa

askotan beste rnodu honetaz adierazten d a :

h i d r o l i s i a r e n hedapena oso t x i k i a da.

lkuspuntu kualitatibo batetik, t a daiteke,

l a n e r a t a k o h i d r o l i s i a ger-

gatzaren izaeraren a r a b e r a :

a ) Azido sendo e t a base sendo batez e r a t u t a k o gatza.

Adibideak : NaCI batzerakoan,

+

Na

oso base a h u l a

da

u r a b a i n o ahulagoa tzen.

,

eta CI(HCI

.. etabar.

NaCl uretan diso'

ioiez e r a b a t disoziatzen da.

CI-

anioia

azido sendo baten base konjokatua) eta

denez gero ez

+

Gauza b e r a Na

K 1 , NaN03,.

dute e l k a r r e k i n erreakziona-

k a t i o i a r i pasatzen zaio.

+

Na

eta CI- ioiak

d i s o l u z i o akuosotan oso egonkorrak d i r a eta ez dute hidrolisiarik ematen :

+ +

H20-

+

H20-

Na

CI-

ez da e r r e a k z i o r i k sortzen

"

"

11

11

Beraz, disol uzioa neutroa da.

b) Azido sendo eta base a h u l batez e r a t u t a k o gatza. Adibide NH4CI,

xinpleenak NH4N03,.

..

azido etabar.

sendoen

gatz

amonikoak

dira,

hots,

NH CI amonio k l o r u r o a u r e t a n disolba4

tzean :

CI-

a n i o i a h i d r a t a t z e n d a e t a ez d u i z a k e r a b a s i k o

edo

a z i d o r i k azaltzen.

+ H20-

cI-

Baina,

+

NH4 k a t i o i a ,

ez dute erreakzionatzen

u r a b a i n o a z i d o sendoagoa da,

eta

e l k a r erreakzionatzen dute:

+

H30 goa da;

protoien kontzentrazioa u r

+ O -ak

hots, H 3

hutsarena b a i n o handia-

soberan d i r a eta disoluzioa azidoa da.

c ) Azido a h u l eta base sendo batez e r a t u t a k o gatza.

Adi b i d e a k : CH3COONa, KCN, tatoa u r e t a n disolbatzean:

Na2C03,.

..

e t a b a r . Sodio aze-

+

Na

katioiek

ez

dute

urarekin

erreakzionatuko;

aldiz,

C H ~ C O O - a n i o i a k , u r a b a i n o base sendoagoa denez gero, erreakzionatzen du:

OH-

ioien

kontzentrazioa

ur

hutsarena

baino

handiagoa

da, beraz, disoluzioaren i z a k e r a b a s i k o a da.

d ) Azido a h u l e t a base a h u l batez e r a t u t a k o gatza.

Adibideak:

CH3COONH4,

NH4CN,

(NH4)2C03 e t a b a r

amonio

azetatoa u r e t a n disolbatzerakoan:

B i ioiek u r a r e k i n erreakzionatzen dute:

loi

bakoitzaren

hidrolisi-mai Iaren

arabera,

disoluzioa

azidoa edo b a s i k o a izango da.

Amonio

azetatoaren

kasuan,

disoluzioa

neutroa

da,

ioi

b a k o i t z a r e n h i d r o l i s i - m a i l a b e r d i n a b a i t da.

H i d r o l i s a t u r i k o gatzaren batezbesteari

(O)

h i d r o l i s i maila

deritzo.

Gatz b a t e r a b a t h i d r o l i s a t u t a b a l e g o a-ren b a l i o a 1 izango litzateke, teke.

e t a g a t z e z h i d r o l i s a t u a r e n t z a k o a-ren b a l i o a zero litza-

Hidrolisi-maila

hidrolisi-konsfantearekin

z i o a r e k i n e r l a z i o n a t u r i k dago.

C H ~ C O O - + H20

Hidrolisia a n i o i a r e n 1 mol-etik d a tozen rnolak

ez

da

kontzentra-

CH3COOH + OH-

1-a

Kontzentrazioak

a-a

eta

Horrela, aztatoaren h i d r o l i s i a :

ca

c ( 1 - a)

ktea,

kontzentrazioa

ca

h a n d i t z e n den

neurrian,

0-ren b a l i o a t x i k i t z e n d a .

6.12.-

AZ IDO/BASE BALORAZ IOAK EDO NEUTRAL I ZAZ IO-ERREAKZ IOAK. Disoluzio batetan

azido baten

t r a z i o ezezaguna determinatzeko, den b a s e b a t e n

(edo base b a t e n ) kontzen-

disol uzio h o r i neutral izatzeko behar

(edo a z i d o b a t e n )

kontzentrazio ezagunaren disolu-

zioaren b o l umena j a k i n b e h a r d a .

Honetan d a t z a azido/base b a l o r a z i o a .

da ;

B a l o r a z i o h a u e n o i n a r r i a H O+ i o i e n k o n t z e n t r a z i o - a l d a k e t a 3 h a u neutral izaziozko erreakzioaren bukaera-puntuan

a ldaketa

edo b a l i o k i d e t a s u n - p u n t u a n ematen d e l a r i k

.

A d i b i d e x i n p l e b a t e n b i d e z i k u s dezagun:

0,l

M den

HCI d i s o l u z i o a r e n

disoluzioarekin baloratuko ditugu:

3 50 cm - a k ,

0,l

M den NaOH

11

.

-

. O s 7

-

E:

*

6 .

7S

6.1.Irudia:

+

Hasierako H30 do sendoa

bait

tzean HCI-a

da),

beraz,

urdina tintaroia gorria

-

gehitutako

Balorazio-

ioien kontzentrazioa 0 , l bere pH-a

1 da.

M-ekoa

da (azi-

NaOH disoluzioa gehi-

n e u t r a l d u z doa, b a i n a , pH-a oso g u t x i aldatzen da ( i r u 3 NaOH disoluzioaren 49 cm -ak gehi t u di-

d i a n ikusten den bezalaxe). tugunean,

hots,

nean, pH-a

baliokidetasun-puntura

heltzeko 1 cm3 f a l t a t z e n de-

honelaxe k a l k u l a daiteke:

3

NaOH disoluzioaren 49 cm -ak e r a n t s i direnean, 0 , l M-eko 3 HCI disoluzioaren 1 cm -a n e u t r a l d u gabe gelditzen da. Bolurnen osoa 3 99 cm -takoa denez gero:

Eta a r e gehiago,

NaOH disoluzioaren 0 , l

cm3-ak

faltatzen

direnean soi l i k : pH=4.

Baliokidetasun-puntuan

pH-a

7 da, noski.

NaOH d i s o l u z i o ~

3

cm -tako sobera gehitzean pH=lO, eta cm3 batetaz gainditzean

r e n 0,l pH=ll.

BaI iokidetasun-puntuaren pH-ren

j a u z i a ematen da,

dez nabarmen dezakegu, erantsiz.

h u r b i 1 tasunean

h a u edozein azido/base alegia,

zazpi

u n i tateko

i n d i k a t z a i l e r e n bi-

tintaroi-disoluzioaren

t t a n t a batzuk

Hasiera batetan eta b a l i o k i d e t a s u n - p u n t u r a a i l e g a t u b a i n o lehen,

disoluzioa azidoa denez gero g o r r i t u egingo da, eta b a l iokide-

tasun-puntua

pasatuz

gero

urdina

honetara a i l e g a t u r i k basikoa b a i t da.

b i h u r t u k o da,

disoluzioa

puntu

Horrela, baliokidetasun-puntua

zehaztasunez determina da¡ teke, e t a problematzat dugun disol uzio adoa n e u t r a l tzeko behar d i r e n NaOH d i sol uzioaren cm3-ak

Alderantzizko problema e r e p l a n t e a daiteke,

ere b a i

h a u da,

. NaOH

basearen kontzentrazioa ezezaguna denean eta HCI disoluzioaren kontzentrazio ezagunarekin baloratzen dugunean; b a i n a o r a i n , hasierako disoluzioa

basikoa

dugu

(pH-a

altua)

eta

b a l iokidetasun-puntutik

pasatuz gero d i s o l u z i o azidoa b i h u r t z e n da (pH-a b a x u a ) b

13 11

.

.

urdina

B.

-

-

7 .

tintaroia gorria

S

3

-

1

gehitutako HC1-ren cm3-ak

Azido a h u l b a t tzen

denean,

disoluzioa

(azetikoa a d i b i d e z ) base sendo batez

pH-ren

basikoa

jauzia da

(pH

(NaOH) b a l o r a -

t x i k i a g o a da eta b a l iokidetasun-puntuan

>

71,

azido a h u l a eta base sendo batez

e r a t u t a k o gatza (sodio azetatoa) b a i t da.

E r a berean, base a h u l b a t

(amoniakoa) azido sendo batekit; baloratzerakoan (HCI ) pH-ren j a u z i a ere t x i k i a d a eta disoluzioa baliokidetasun-puntuan

azidoa da jada-

n i k (pH < 7 ) , a z i d o sendo eta base a h u l batez e r a t u t a k o gatza (amonio k l o r u r o a ) b a i t da.

DISOLUZ 10 INDARGETZAILEAK EDO TANPOI-DISOLUZ IOAK. - --

6.13.-

Batzutan pH-a

konstantea mantentzea oso inportantea da,

h a u batez ere prozesu biologikoetan keta

0,5-ekoa

bada

rnortala

da..

(odolaren pH-a

.) .

Beraz,

pH-a

7,4 da eta aldakonstantea

iraun

arazten duten disoluzioak lortzea g u z t i z inportantea dugu.

Disoluzio hauek

azido a h u l

batez

eta bece base konjokatuaz,

gatz eraz,

eraturik

azido azetikoa

daude,

adibideak

h i d r o x i d o a + arnonio k l o r u r o a .

(edo base a h u l batez)

(edo bere a z i d o konjokatuaz)

+ sodio azetatoa,

amonio

Disoluzio hauen f u n t z i o a pH-a manten-

tzea d a n a h i z eta d i s o l u z i o a r i a z i d o edo baseren b a t bota.

Disol uzio hauen i zenak,

i n d a r g e t z á i leak,

tanpoi edo bJffcr

dira. Nota jokatzen dute disoluzio i n d a r g e t z a i l e a k ? a d i b i d e baten

bidez

ikus

dezagun .Har

adibidea,horretarako

dezagun azido azetikoa/ioi

azetatoaren

disoluzio akuoso b a t honelaxe prestatuko dugu:

0,5 M den a z i d o azetikoa eta 0,5

M den sodio azetatoa, zeina guztiz

disoziatzerakoan 0 , s M den azetato ioien disoluzioa l o r t u k o b a i t du-

' gu. Disoluzio honetan ondoko oreka h a u gertatzen da:

tutako

A OH e t a A O--ren kontzentrazioak h a n d i a k b a d i r a , gehic C a z i d o edo baseen kontzentrazioek iko, pH-a e r r e g u l a t u egiten

d a oreka honen bidez. rakoan

+ H30 -en

tzipioaren

Disoluzioari a z i d o - k a n t i t a t e t x i k i b a t gehitze-

kontzentrazioa h a n d i t z e n da, eta L e Chatelier-en p r i n

arabera,

oreka

ezkerretarantz 'lerratzen

p a r t e b a t kontsurnitu egiten d a soberan dauden tuz, tzen.

eta beraz,

+

oreka b e r r i a n H O -en 3

+ H30

da,

CH3COO--en

i o i e k i n konbina-

kontzentrazioa ez d a i a alda-

+

HO

3

Modu

basearen

+

kantitate

txikia

gehi tzerakoan,

3

Orduan, txiki

berean,

i o i e k i n konbinatzen da eta H O -en kontzentrazioa t x i k i t z e n da.

bat

oreka

eskuinetarantz

kontsurnitzen d e l a r i k ,

desbideratzen eta

+

H30

da,

ioiak

CH3COOH-ren orekatzen

parte

dira,

be-

r a i e n kontzentrazioak konstante iraunez.

pH-a kalkulatzeko:

~ = O - - r e n kontzentrazioa h a n d i a izatean, AcOH-a oso g u t x i dago disoziatuta,

u r hutsean d i s o l b a t u r i k dagoenean b a i n o gutxiago,

disoziazioa i o i amankomunaren efektuz rnoztuta b a i t dago.Beraz azido azz tikoaren hasierako kontzentrazioa eta orekan ernaten dena antzekoak dira

( g u r e a d i b i d e a n 0,s

M).

Era berean, azetatoaren hasierako kon-

tzentrazioa eta orekan ernaten dena b e r d i n a k d i r a (0,5 M). Oso erra-

+

za da H30 -ren kontzentrazioa k a l k u l a t z e a , eta h a l a b e r pH-a.

Base a h u l a

+

arnoniakoa

adibidez,

eta bere azido konjoka-

tuaren (NH4) a r t e a n ere disol uzio indargetzai leak e r a d a i tezke.

AR l KETAK

6.1

.- Ondoko

substantzien disoziazio-erreakzioak

itzazu: a z i d o sulfurosoa,

6.2.-

Zer

da

azidoa

COO- + HCI Oreka

e t a beren K a a z i d o n i t r i k o a , a z i d o fosforikoa.

Bronsted-en

arabera?.

CH3COOH + CI-

eskuinetarantz

idatz

E r r e a k z i o honetan : CH3 zein d a azidoa eta zein basea?.

desbideratura

badago,

zein d a azidorik

sendoena HCI-a a l a CH3COOH-a?. 6.3.-

Azido z i a n h i d r i k o a HCN-a, lagoa da.

6.4.-

Zer

da

hidrolisia?.

hidrol isiak

6.5.-

Azido/base da.

azido azetikoa CH3-COOH-a

baino a h ~

Zein d a base k o n j o k q t u r i k sendoena?. Uretan ematen

i d a t z i tzazu:

NaCH,

diren

ondoko substantzien

CH3COOH, NH4CL,

Na2S04, KCN.

b o l umetrietan p u n t u b a 1 iok idea pH=7 denean ematen

B a i ? Ez? Zergatik?.

6.6.-

Z i n k k l o r u r o a Lewis-en azidoa da, z e r g a t i k ? .

5.7.-

0,l

M d i r e n a z i d o azetiko e t a sodio zianuroaren b i disoluzioen 3 100 cm -ak nahasten direnean ,ondoko e r r e a k z i o h a u sor d a i teke:

CH3COOH +

CN-z HCN + CH~COO-; k ?

Zein n o r a n t z a t a n emango d a e r r e a k z i o h a u n a g u s i k i ? . ka-konstantea k a l k u l a t u .

6.8.-

Ondoko ur-disol uzioen pH-ak a ) 0,055

M den HN03

b ) 0,025

M den KOH.

aurki tu:

Eta ore-

6.9.-

0,l

M den

NH3 d i s o l u z i o a r e n

pH-a

b e r e K =1,8.10 - 5 b

aurkitu,

dela j a k i n i k .

6.10.-

6.11.-

Ondoko

d i s o l u z i o e n pH-ak

m/l-tan

hauexek b a d i r a :

Azido

asetikoaren

koa da

6.12.-

aurkitu,

H 0' 3

ioien

disoziaziokonstanteal,8.10-5

bada,

zenbate-

0,1 M den a z i d o honen d i s o l u z i o a r e n pH-a?.

Zein da 0,l

M den HCI d i s o l u z i o a r e n pH-a?.

13.-

Z e i n d a 0,1 M d a NH3 d i s o l u z i o a r e n pH-a?.

14.-

Zein da 0,l

75.-

Zein d a

6.16.-

kontzentrazioak

M d a NaOH d i s o l u z i o a r e n pH-a?.

M d a HCI d i s o l u z i o a r e n pH-a?.

0,l

M den NH d i s o l u z i o a r e n pH-a e t a d i s o z i a z i o - r n a i l a a u r k i t u -5 d e3l a j a k i n i k . K o n t z e n t r a z i o a 0,01 M b a l i t z z e i n iKb=1,8.10

z a n g o 1 i t z a t e k e pH-a?.

6.17.-

Z e i n d a 0,5 M

den sodio a z e t a t o a r e n pH-a?.

6.18.-

Z e i n d a 0,5 M den p o t a s i o z i a n u r o a r e n pH-a?.

6.19.-

Z e i n d a 2 M den p o t a s i o z i a n u r o a r e n pH-a?.

6.20.-

Z e i n d a 0,8 M den arnonio k l o r u r o a r e n pH-a?.

6.21.-

Z e i n d a 2 M den amonio s u l f a t o a r e n pH-a?.

6.22.-

Azido azetikoaren kontzentrazioentzat l M ,

5M.

disoziazio-konstantea disoziazio-maila

1 ,E.

loe5

aurkitu:

bada,

0,2

M,

ondoko 0,5

M,

6.23.-

Azido a z e t i k o d i s o l u z i o akuosoaren pH-a

2,9

da.

Disoluzio ho5 Ka=l ,8.10-

nen molartasuna e t a disoziazio-mai l a a u r k i tu.

6.24.6.25.-

.

M den sodio azetato disoluzioaren pH-a a u r k i t u . Bi

disoluzio ditugu,

b z t e t a n 0,s

M den a z i d o azetiko disolu-

zioa dago eta bestean a u r r e k o disoluzioa e t a 0,5 M den sodio azetatoarena.

6.26.-

Zeinek izango d u pH-rik

handiena?.

0,s M d i r e n a z i d o azetiko b i disoluzioei azetato sodikoa gehitzen zaie,

lehenengoari gramo b a t ,

e t a b i g a r r e n a r i b i gramo.

Zeinetan izango d a pH-a handiena?.

6.27.-

Disoluzio b a t 0,7 M

den amoniakoz e t a 1 M den amonio kloru-

r o z osatua daso, pH-a a u r k i t u . 6.28.-

Beste d i s o l u z i o b a t honelaxe osatzen da: t i k o z e t a 0,2

6.29.-

Azido bada,

a z e t i k o disoluzioaren disoziazio-ktea azetato

sodikoaren

zioentzat a u r k i t u :

6.30.-

M den azido aze-.

0,3

M den azetato sodikoz, pH-a a u r k i t u .

0,1;

h i d r o l isi-mai l a

0,s;

0,8;

1,8.10-~ mol/l-koa ondoko

1 eta 1,s M.

Ondoko gatzen disoluzioak zer izango d i r a : a l a .basikoak?:

NaCI

,

KBr,

kontzentra-

NH4Br,

azidoak,

Nazco3,

neutroak

CH3COOH,

Na2S,

NH4N03 e t a AI2(SO4l3.

6.31.-

2 M den a z i d o azetiko disoluzioaren 100 ml-ei, d r o x i d o a gehitzen zaizkie,

4 g

sodio hi-

l o r t u t a k o disoluzioaren pH-a kalku-

latu.

6.32.-

L i t r o b a t u r h u t s a r i 0,l

N den 10 ml HCI gehitzen zaio.

Zen-

batekoa d a pH-a?.

6.33.-

Aurreko a d i b i d e a r e n d i s o l u z i o i n d a r g e t z a i l e a r i 0,l

M den NaW

.disoluzioaren 10 ml gehitzen b a z a i z k i o , zein d a pH-a?.

6.34.-

0,s

M den amoniako disoluzioaren

l i t r o b a t i 0,s

mol amonio

k l o r u r o a eransten zaizkio. Disoluzio i n d a r g e t z a i learen pH-a kulatu;

eta

pH-ren

aldaketa

honako

hauek

kal-

eransterakoan :

a ) 0,005 m01 HCI; b ) 0,05 mol NaOH. Kb = 1,8.10-~ dela j a k i nik.

6.35.-

4 N den HCI disoluzioaren 20 mol neutralizatzeko 0,2 NaOH disoluzioaren bolumena k a l k u l a ezazu.

N den

Behin n e u t r a l iza-

tuz gero, zein d a NaCI-ren kontzentrazio molarra?. 6.36.-

HCI disoluzioaren 20 ni 1

b a l o r a t u n a h i d i t u g u , honetarako 0 , l

N den NaOH disoluzioaren 25 ml

behar d i t u g u .

Zeintzuk d i r a

azidoaren normal tasuna e t a molartasuna? 6.37.-

0,2 N den HCI disoluzioaren 40 mi zioaren da:

50 mk

neutroa,

nahasterakoan,

azidoa,

basikoa?.

e t a 0,15 N den NaOH disolulortutako

disoluzioa

Zein d a NaCI-ren

nolakoa

normal tasu-

na?. Zein d a bere pH-a?. 3.38.-

3

Azido s u l f u r i k o disoluzio akuosoaren 25,O cm -ak neutralizatzeko, 3 0,50 M den NaOH disoluzioaren 37,s cm -ak behar izan d i r a . Zein > d a azidoaren normal tasuna?.

6.39.-

Disoluzio baten pH-a ezagutu n a h i dugu, e t a h o r r e t a r a k o metil l a r a n j a i n d i k a t z a i l e a eransten d i o g u k o l o r e h o r i a ikusiz.

Diso-

luzioaren

diogu

beste

zati

k o l o r e berdea agertuz.

6.40.-

NH3 e t a HCI-ren

= 0,1 0,2;

0,s;

1,O;

brornokresol berdea

2,O

botatzen

Zein izango d a disoluzioaren pH-a?.

a r t e k o balorazio-kurba

M dela jakinik.

b i l i k o zenuke?.

bati

g a r a t u . [ N H ~ ] + [ N H ~=

Base b a l o r a t u a r e n f r a k z i o hauetan:

zenbatekoa d a pH-a?.

0;

Zer i n d i k a t z a i l e era-

7

- DXIDAZIOA ETA ERREDUKZIOA 7.1

.-

7.2

a-

7.3

7.4

SARRERA OX I DAZ I O-ZENBAK I A

.- OXIDAZIO-ERREDUKZIOZKO S-

ERREAKZIOEN E G O K I T Z E A

ELEKTRODO-POTENTZ IALAK

7.5

.- NERST-EN

7.6

.- E R R E A K Z I O

EKUAZIOA ERREDOX E T A ELEKTROKIMIKOREN

ARTEKO E R L A Z IOA

7.7 7.8 7.9

.- P I L A VOLTAR E D O GALVANIARRA .- P l L E N P O T E N T Z I A L A K e-

FARADAY-EN

LEGEAK

7.1

.- SARRERA l k u s p e g i k l a s i k o a r e n arabera,

oxidazioa substantzia b a t oxige-

noarekin konbinatzea da, edota s u b t a n t z i a h o r r e n oxigeno-kopurua g e h l tzea;

eta

erredukzioa,

alderantzizko

gertaera,

bere oxigeno-kopurua

gutxiagotzea.

Adibidez,

Oxidazioa

21 o2

Mg +

:

Erredukzioa

ZnO

+

-

MgO

-

Zn + CO

C

Mg o x i d a t u e g i n dela esaten da,

ZnO e r r e d u z i t u e g i n den b i t a 1

tean.

Experientziarekin,

kontzeptu h a u hedatu e g i n zen:

hidrogenog

r e n i r a b a z t e edo galtzea, e r r e d u k z i o eta oxidazioa izanez, b a n a n bana.

Oxidazioa

CH3CH20H

Erredukz ioa

CO

Berandvago,

kontzeptu

+

-

CH3CH0 + H2

H2-

hauek

CH30H

oxigenori k

ez

zuten

a p l i k a t u zitzaien,

Ox idazioa

: elektroi-galera.

Errekduzioa : elektroi-irabaztea.

E r r e a k z i o oso b a t e t a n gertatzen d i r e n b i prozesuak:

Oxidazioa

Fe

-

Erredukzioa

Cl

+ le

le

-

~ e +

CI-

erreakzioei

Prozesu b a k o i t z a r i ,

Elektroiak

hartzeko joera

tzogu e t a h a r t u z gero,

duen

gorputzari

OX l DATZAI LEA deri-

n e g a t i b o a g e r a t z e n d a ; e l e k t r o i a k g a l t z e k o joera

ERREDUKTOREA esaten d i o g u e t a p o s i t i b o a g e r a t u k o da.

duenari berriz,

Oxidatzai le erreduktoreari

e r r e a k z i o e r d i d e i t z e n zaio.

bat

esker,

tako adibidean,

elektroiak

hartzerakoan

erreduzi t u

e g i ten

elektroiak ematerakoan oxidatzen b a it da.

da

1 kusi-

kloroa d a oxidatzai lea eta b u r n i a erreduktorea.

l k u s t e n denez,

b i g e r t a e r o k e z i n d a i t e z k e b e r e i z t u r i k jazo,

sus

t a n t z i r e n b a t e k e l e k t r o i a k i r a b a z t e n d i tuen n e u r r i a n , beste b a t e k galdu behar d itu; tuz,

prozesuen b a t e r a t a s u n a z o x i d a z i o - e r r e d u k z i o z k o

edo,

labur-

erredox erreakzioez mintzatuko gara.

Erreakzio Oxidatzai le eta

hauek

erredox-bikoteen

artean

erreduktoreen kontzeptuak

te h a r t z e n d u t e n s u b s t a n t z i e n a r a b e r a . n e t a n o x i d a t z a i lea d e l a r i k ,

eragiten

dira

beti.

guzt i z e r l a t iboak d i r a ,

par-

E s a t e r a k o , ur o x i g e n a t u a gehie-

KMnO - r e n a u r r e a n e r r e d u k t o r e b e z a l a azal4

tzen da.

O x i d a t z a i l e e r a b i l i e n a k hauek d i r a : K2Cr207, har

,

KMn04,

ez-metal

HN03,

....;

batzuk,

Oxigenoa,

eta erreduktoreak:

airea,

H202, C12

H2, SO2, m e t a l a k oro

oxigenatu gabeko konposatuak

eta

substantzia

organikoak.

7.2

.-

OX IDAZ IO-ZENBAK IA Erreakzi o erredox

irabazi tuz,

edo

galdutako

garrantzi

handikoa

OXIDAZ 10-ZENBAK I A

batean parte

h a r t z e n d u t e n atomo b a k o i tzak

elektroi-kopurua, da.

d e r i tzo

Egoera

eta

atomo

isolatuarekin

konpara-

h a u def i n i tzen duen z e n b a k i a r i

karga elektriko

formal

bat

-

adierazten

du.

Konposatu

binario

ioniko

batean

oxidazio-zenbakia

i o n i k o a b e r d i n a k d i r a e t a espeziea atomo b a k a r r a b a d a , g a e r r e a l a da.

eta

karga

atomoaren k a r -

Elernentu b a t e n o x i d a z i o - z e n b a k i a ,

a u r r e a n esandakoa e t a ondo-

rengo a r a u a k k o n t u t a n h a r t u r i k a t e r a t z e n d a .

1

.- Elementu

a s k e b a t e n o x i d a z i o - z e n b a k i a zero d a .

2.-

Hidrogenoarena +1 d a ,

3.-

Oxigenoarena -2 d a ,

4.-

A l k a l i n o e n a +1 e t a l u r - a l k a l i n o e n a +2 d i r a b a n a n b a n a .

5.-

H a l u r o e t a n , halogenoena -1 d a .

6.-

M o l e k u l a b a t e n atornoen o x i d a z i o - z e n b a k i e n k o a zero d a ,

Adibidez

Goian bat

eman

-zenbakia

hidruroetan ezik (-1).

peroxidoetan salbu (-1).

eta i o i a bada,

batura algebrai

ioiaren karga.

: KMn04

ikusitakoarekin

dezakegu.

Elementu

oxidazio-erredukzioaren bat

OXIDATU e g i n g o d a

h a n d i tzen denean e t a ERREDUZ ITU,

OX l DAZ l OA

...,-4,-3, ....,0, .....,3 , 4 5 .... ERREDUKZIOA

definizio

berri

bere oxidazio-

t x i k i a g o t z e n denean.

OX I DAZ IO-ERREDUKZ IOZKO ERREAKZ l OEN EGOK 1 TZEA

Erreakzio

erredox

duten

substantzi

kimikoak

behar

di t u g u , e r r e a k z i o a

bat eta

d e f i n i t z e k ~ ~ b e r t a np a r t e trukatutako

estekiometri k o k i

hartzen

elektroi-kopurua

e g o k i tzeko. l k u s

jakin

d i tzagun

d a u d e n b i metodoak:

a ) O x i d a z i o - z e n b a k i r e n metodoa Oxidatzen eta

e r r e d u z i tzen

tzen da.Ondorengo 1 ) Egok i t u

dire'n

direnen

atomoen

oxigeno-zenbakien

gutxiagotzea berdinak

gehiagotzea

direlakoan oinarri-

u r r a t s a k bete b e h a r d i r a :

gabeko

erreakzioa

i d a t z i ,elementu

g u z t i e n oxidazio-zen-

bakiekin. 2)

Zein

elementu

oxidatzen

erredox erreakzioerdiak

3) O x i d a t z a i l e a k

eta

idatzi

zein

erreduzitzen den

.

zehaztu eta

i r a b a z i t a k o e l e k t r o i a k eta erreduktoreak galdutako-

ak b e r d indu. 4) B i e r r e a k z i o e r d i e n b a t u r a e g i n . 5)

Azken

ekuazioa

egok i t u , o x i g e n o

eta hidrogeno-kopuruak

ur-mole-

k u ten b i dez b e r d i n d u z .

+

Adibidez:NH3

Pb02

+

, +

HCI

HN03

PbCI2 + H20

e k u a z i o a e g o k i tzeko, a z a l d u t a k o u r r a t s a k j a r r a i t u k o d i t u g u : 1) -3 +1

+4 -2

N H 3 +

2)

+

-

8 e-

+

2e-

N - ~ pb+4

+1 -1

Pb02

amaitzeko,ekuazio

-

+1 +5 -2

H C I

+ l -2

+2 -1

+

H

Pb C12

+

H2 O

N + ~ oxidazioa ~

b

globalean egokitu gabe

+e r r e~d u k z i o a

geratu

atomoak t a x u edo t a n t e o b i t a r t e z e g o k i t u k o d i r a :

diren

H,O eta

CI

loi-elektroi

metodoa

Metodo h a u e r r e a l i t a t e a n gertatzen den prozesuari koa

baino

gehiago

ko erreakzioak

h u r b i l tzen

ioien artekoak

hau.Urratsak,erreakzio

zaio.Gehienetan

aurre-

oxidazio-erredukzioz-

izaten d i r a eta honetan datza rnetodo

b a t i a p l i k a t u r i k , hauek d i tugu:

1 ) Egoki t u gabeko erreakzioa i d a t z i .

2)

Oxidatzaile

e t a erreduktorea

bilatu.Hemen,HN03

da cxidatzailea

eta H S erreduktorea. 2 3) Bi e r r e a k z i o e r d i a k i d a t z i .

4) Atomoei dira

b u r u z k o egokiera.Hortarako

i n g u r u azidoa

b a d a edo OH-

ata1 batean H+

ioiak jartzen

b a s i k o a bada,eta

beste ata-

lean ur-molekulak,

5) Karga e l e k t r i k o a r i b u r u z k o egokiera

6)

Trukatutako elektroiak

b e r d i n d u eta erreakzioerdien b a t u r a e g i n

( k a s u honetan) lehenengoa x2 e t a b i g a r r e n a x3 b i d e r k a t u eta batu. 2~0;

+

8 ~ ' 3S2-

-

2NO

+

35

7) Ekuazio molekular osoa,azido eta g a t z e k i n , i d a t z i

+

4H20

+

i k u s t e n denez,8H - a k banatzen d i r a b i azidoetan.

7.4.-

ELEKTRODO-POTENTZ 1 ALAK

Erreakzioerdi

bakoitzak

bat ditu.

M ( e r r e d u k t o r e a ) -n eBeraz,erreakzio izan

behar

dira

oxidatzai le

-

M

batean,bi

gutxienez,eta

n+

bat

eta

erreduktore

(oxidatzailea)

oxidatzai le

erreakzioaren

eta

b i erreduktore

norantza

p a r t a i d e e n i n d a r r e n a r t e k o e r l a z i o a z emana d a t o r

substantzia

.

Metalezko z i r i edo elektrodo b a t metal h o r r e n ioien disol u z i o b a t e a n rnurgi 1 tzen badugu, b i g e r t a e r a ager d a i tezke:

-

1 ) Z i r i t i k d i s o l u z i o r a i o i a k joatea: M

-ne-

M + ~

z i r i a r e n g a i n a z a l e a n elektroi-sobera geratuz

2) l o i a k d i s o l u z i o t i k metalezko z i r i r a pasatzea: M+"

+

n e-

-

M

z i r i a positiboki k a r g a t u r i k utziz.

Bietatik sortzen

edozein prozesu izanik,potentzial-diferentzia bat

d a sisternan,disoluzio

tentzial-diferentzi

e t a metalaren artean.Ezina

dugu po-

h o r i neurtzea, b a i n a b a i erreferentzi-elektrodo ba-

t e k i n konparatzea.

P a t r o i t z a t o n a r t u t a k b a e t a zero b a l i o a ematen zaiona "Hidrogenozko

elek trodo

platinozko z i r i an)

norma l a "

b a t e n zehar

i z e n ~ k o a da.Elektrodo

h o r i osatzeko

hidrogeno gastatrnosfera bateko presio-

k o r r o n t e b a t pasarazten d a H + ioien 1 M disoluzioan rnurgil-

tzen d e l a r i k .

Honela adierazten da:

Elektrodo

honek,nahiz

k a t ~ d o z ( ~ ot isboa)nahiz i anodoz(ne-

-

gatiboa) joka dezake,ekuazio hauen arabera: H -2e2

+ 2H +

2e--

2 ~ '

katodoan

H2

anodoan

Edozein elektrodoren potentzial e r l a t iboa neurtzeko, b i datu h a r t u behar d i r a :

1)

Hidrogenozko elektrodo trodoaren

norrnala eta

artean erotutako p i laren

k a l k u l a t u nahi

dugun elek-

i n d a r elektroeragi learen( i .e.

e$balio zenbakizkoa. 2)

Nola jokatzen

duen,polo

positibo

ala

negatiboz

i.e.e.-aren

zei-

nua j a k i teko.

Zink

1M

disoluzioetan

egingo ditugu,

eta

kobrezko

elektrodo

rnurgilduta)neurtu

nahi

norrnalak(biak

euren

baditugu,dagozkien

ioien pilak

Zinkaren du,elektrodoan

kasuan,elektrodoak

elektroi-sobera

Zn

metatzen

2+

da

ioiak poloa

askatzeko joera negatiboa b i h u r -

tzen d e l a r i k ,eta bere H-arekiko p o t e n t z i a l a negatiboa da:

~ ; ~ 2 +

lZn = -0,76

volta

Elementu batek elektrodo-potentzia l normala negati boa due l a esango dugu,ioi

positiboak formatzeko joera

H-arena

baino txi-

k i a g o a denean .Horrela ez bada,posi t i b o a du.

Kobrearen kasuan,disoluzioan r a n t z doaz,polo

dauden

Cu

++

i o i a k metale-

p o s i t i b o b i h u r t u z eta p o t e n t z i a l a p o s i t i b o a da:

+

/

=

Cu

0,34

volta

IUPAC-ek e r a b a k i t a k o z e i n u t a r a k o a k o r d i o a erredukzio-pr* zesuaz emana d a t o r . Egoera o x i d a t u a

Ondorengo

taulan

-

+

ne

,

zenbai t

*

Egoera erreduzi tua

elementuren

erredukziozko po-

t e n t z i a l normalak ematen d i r a .

Erredukziozko p o t e n t z i a l a zenbat e t a handiagoa izan ,gero eta

altuagoa

izango d a elektrodoaren erredukzitzeko joera;hots,oxi-

datzaiIeagoa.Honen

bidez,FIuoroa

oxidatzailerik

onena

izango

da

e t a L i t i o a e r r e d u k t o r e r i k onena.

Kat i o i a k dagoen

edozein

sortzen

elementua

d i tuen

elementuak, t a u l a n

disoluziotik

h a r e n behetik

desplazatuko du,eta

anioien

s o r t z a i l e a k bere g o i t i k daudenak.

Taulari

begiratuz,erreakzio

erredox

baten

norantza au-

r r e s a n e t a prozesuaren i n d a r e l e k t r o e r a g i lea k a l k u l a dezakegu,erredukziozko

potentzialetako

handienak

erreakzio

osoaren

norantza

menperatuko duela k o n t u t a n i z a n i k .

Adibidez:Zink pila.

e t a z i l a r r e z k o elektrodo normalez osaturiko

ERREOUZIOZKO P O T E N T Z I A L NORUALAK

-

LI' + e LI Cs' + e Cs Rb Rbt + e K*+e--K Ea" +2e- - E a Sr" +2e- -Sr C a a ++2e- -Ca N a f + e - -Na AIO; +2H,0+3e--+-A1+40HMg" +2e- -Mg Ala' +3e- -.Al ZnO; +2H,0+2e- d Z n + 4 0 H M n * + +2e- -.Mn Zna'+2e- -Zn 2C0,+2e- -C,O:' Fe2' +2e7 -.Fe Cd" +2e- -Cd COa'+2e- -CO N i a f +2e- -Ni Sn" +2e' -Sn Pb1+2e- -Pb H, 2H'+2eS+2e- -S'SO:-+ZH' +2e--SO;-+H,O Cu2'+2e- fCu CIO- +H,O+e- - C I - + 2 0 H 1,+2e- -21MnO; + 2 H 2 0 + 2 e - -Mn0,+40He CIO- +20HCIO; + H,0+2e' 0,+2H'+2e-H,O, Fea* + e - -Fez' Hg:' +2e- -2Hg Ag*+e-+Ag NO; + 2 H ' + e - -NO,+H,O CIO; + ? H * + 2 e - -CIO; +H,O Br,+Ze- -2BrMn" +2H,O Mn0,+4H+ +2eC1,+2e- -2CI2Cr3' +7H,O ' Cr,O:- + 1 4 ~ +68A u a f +3e- -Au CIOa- +6H'+6e- - C I - +3H,O Mn0;+8Hf + 5 e C 4 M n ' ' * 4 H p Mn0,+2H* +2eW-2H,O F,+2e- -2F+

+

-

-

-

da,^'

B i e t a t i k o x i d a t z a i l e e n a Ag

handiagoa b a i t du.Gertatzen

di-

r e n prozesuok hauek d i r a :

Erredukzioa:

Ag+

Oxidazioa :

Zn

+

-

E'+ &/AS

e--Ag

2e-Y

~n

2+ =

EO

2+

0,80volta

=

2 + = -0,76 Zn/Zn

EO

volta

0,76 v o l t a

Zn/Zn Ekuazio osoa,bi

E

=

e h a z i o egokituen b a t u r a izango da.

+

EO+

2+

EO

=

0,80

+ 0,76

= 1,56 v o l t a

Zn/Zn Erredukzioa katodoan jazotzen d a e t a oxidazioa anodoan

7.5.-

.

NERST-EN EKUAZ IOA

Orain

arte potentzial

boen

kontzentrazioa

i.e.e.

ere a l d a t u e g i t e n da.0ndorengo

[Cu 2+]

1M

norrnalak

denean. Kontzentrazioa

ikusi

ditugu, ioi

aldatzerakoan

akti-

sisternaren

ekuazioan,

gehiagotzean edo [Zn 2+]

b i r a t u e g i t e n da,¡ .e.e.

bakarrik

gutxiagotzean erreakzioa esku-

gehiagoaraziz.

P i l a r e n E p o t e n t z i a l a eta kontzentrazioen a r t e k o e r l a z i o a Nerst-en ekuazioaz emana d a t o r .Ekuazio h a u terrnodinarni k a n o i n a r r i tzen da.

E=EO EO

R T n F

RT + nF

I

(oxidatua] [erreduz i tua]

= e r r e a k z i o a r e n p o t e n t z i a l normala = gasen konstantea = t e n p e r a t u r a absolutua = e r r e a k z i o a n p a r t e h a r t z e n duten i o i - k o p u r u a = Faraday-en konstantea.Bere b a l ioa:96500 Coulornb

Formula

h a u ekuazio orokor

dien bidez:

a Ox1

+

b a t i a p l ik a t z e n b a d i o g u , e r r e a k z i o e r -

-

b Erred

a Erredl

+

b Ox2

P i l a r e n i n d a r elektroeragilea zera izango da:

azken i z a e r a k z e n b a k i t z a i l e a n j a r t z e n b a d u g u

E0 = E<:

Logaritrno

harnartarrak

-

E:

erabi liz

izanik

eta

R,F

eta

T-ren(2S°C)bal i o a k

ordezkatuz:

Sistema

orekara

he1tzen

denean ,ez

d a g o elek t r o i - t r a n s f e r e n t z i a r i k

eta i n d a r e l e k t r o e r a g i l e a zero i z a n g o da.Oreka-konstantea

zera d a :

Ekuazio h a u oso e r a b i l i a d a oreka-konstanteak bidez:Daniell

-

kalkulatzeko.Adi-

p i l a r e n indar elektroeragilearen kalkulua;

+

Zn

cu2+

zn2+

+ cu

e r r e a k z i o e r d i a k ondoko hauek d i r a :

formula a p l i k a t u z :

Elementu

neutro

gisa hartzen dira.Balioak

eta

hauspeakin

guztien

kontzentrazioak

unitate

ordezkatuz,

ioien kc.ntzentrati6ak .etagutzen b a d i t u g u , p i l a r e n

i.e.e.

j a k i n dezakegu.

7.6.- ERREAKZIO ERREDOX ETA ELEKTROKIM l KAREN ARTEKO ERLAZ IOA Dakigunez,erreakzio tziazko prozesuak

hauek substantzien a r t e k o elektroi-transferen-

d i r a . Hala eta g u z t i z ere, b i mota k o n t s i d e r a t u behar di-

tugu:

1 ) Energia e l e k t r i k o a r e n sortze k i m i k o a Erreakzioa tzen vol t a r

denean edo

berezkoa

gertatzen galvaniar

denean

da.&rtaera izenekoak

eta

elektrizitatea

hau

jazotzen

zirkuitutik

duen

d i r a .Adibidez:pi l a

pasa-

aparatuak,pila

lehorra, berunezko

akumuladoreak etab.

2) E l e k t r o t i s i a

Korronte e l e k t r i koaren bidez a k z i o erredoxa e r a g i n e z , p i l a

molekulak

deskonposatzen - d i r a erre-

edo u p e l a e l e k t r o l i t i k o direlakoetan.

Oso e r a b i l i a k

d i r a , i n d u s t r i a kimikoan,elementuen H 2 eta 02-ren

1orbiderako.Adibidez;uretatik

p u r i f i k a z i o eta

lorbidea;solido

funditueta-

t i k edo beren ur-disoluzioetatik,metalak,etab.

Pi l a edo

b a t e t a n o x i d a z i o edo e r r e d u k z i o a jazotzen

**elektrodow izenez

den

lekua, "polo*'

ezagutzen da.Anodoa(posi t i b o a ) d a oxidazioa

gerta-

tzen den poloa ,eta katodoa(negat iboa )erredukzioarena.

7.7.-

PILA VOLTAR EDO GALVANIARRA Zink

e t a kobrezko elektrodoak euren ioien sulfatoetan m u r g i ltzen

ditugunean z i r k u i t u a k a b l e eroale b a t e n bidez,eta te e l e k t r i k o a sortzen da.Hau ohorez

.

Prozesuaren egjn

daiteke.Muga

da,Daniell

berizketa

i x t e n dugunean,korron-

p i l a delakoa,bere

diafragma-sare

honen zerak,disoluzioen

asmatzailearen

edo gatz-zubi

b a t e n b idez

nahastea galeraztea e t a

ioiak

pasatzen uztea d i r a .

Gatz-zubia, prozesuari geldoa den e l e k t r o l ito b a t e n d i s o l u z i o asea ( K O I ,NH4N0 3) d a u k a n b e i r a z k o hodi batez o s a t u r i k dago.

Neurgailu

elektriko

batez

froga

daitekeenez,korronte

pasatzen da,ondorengo prozesuek sortzen d u t e l a r i k :

Zn

-

2e- '-Zn

2+

cu2+ + 2e--~u

7.4.%:

anodoan katodoan

Daniel1 pila

elektrikoa

Katodoa kobrez estal i k o da,disoluziotik esker,eta

ioiek

anodotik Zn2+

honetan,denbora

i r t e t z e n d i r e n Cu

2+

ioiei

ihes e g i t e n dute disoluzioa asea izanez.Era

baten b a r r u a n , p i l a a s o r t u e g i t e n da.

Daniell p i l a honela i r u d i k a daiteke:

non m a r r a b a k o i t z a k diafragma-sare edo gatz-zubia esan n a h i b a i t du.

7.8.-

P I L E N POTENTZIALAK

Eman

dezagun

Daniell

nektatzen diogula;prozesu

p i l a kanpoko e l e k t r i z i t a t e - i t u r r i

expontaneoaren

bati

ko-

i n d a r e l e k t r o e r a g i l e a b a i n o han-

diagoa eta zeinu a u r k a k o a duen tentsio b a t aplikatzerakoan,erreakzio erredoxa a l deranz dezakegu :Cu disol b a t u e g i ten d a e t a Zn-ak l i egiten du.Beraz,pila

elektrodoa esta-

g a l v a n i a r r a i t z u l g a r r i a da.

l t z u l g a r r i tasunaren

ahalmena, ( A G )

energi

askearen

aldakuntzaz

d e f i n i t u t a dago. G-k e r r e a k z i o b a t e t i k h a r dezakegun l a n a r e n neurketa ematen d i g u , h i r u

1 .-AG

2.-AG

O

3.-AG = 0

p o s i b i l i t a t e edukiz:

e r r e a k z i o a expontaneoa da. e r r e a k z i o a a u r k a k o n o r a n t z a n jazotzen da. sistema orekan dago e t a ez d a e r r e a k z i o r i k izango. I t a i l g a r r i k i f u n t z i o n a t z e n d u e n p i l a batenAG,eta terrnodinarnika-

r e n a r a b e r a l o r t z e n dena b e r d i n a k d i r a :

n = trukatutako elektroiak F = Faraday-en konstantea E = p i l a r e n i n d a r elektroeragilea Formula honetat i k e r r e a k z i o b a t berezkoa d a E posi t i b o a denean.

7.8.-

FARADAY-EN LEGEAK

Badago e r l a z i o b a t u p e l a e l e k t r o l it i k o t i k pasatzen den elektrizitate-kantitatea

eta

elektrodoetan a s k a t u t a k o p r o d u k t u - k a n t i t a t e e n

artean.Er-

lazio h a u Faraday-en 1 ) Substantzia

legeek azal tzen digute:

b a t e t ik

askatzen den

masa,elek t r i z i tate-kopuruaren

t z i o n a l a d a (edo i n t e n t s i tate eta denboraren p r o p o r t z i o n a l a ) 2) Korronte e l e k t r i k o batek e l e k t r o l i t o ezberdinak

propor-

.

i r a g a t e n dituenean,aska-

tzen d i r e n substantzien p i s u a k beroien b a l i o k i d e kimikoen proportzionalak dira.

Edozein

substantziren

elektrizitate-kopurua experimentalki

baliokide-gramo

96487 coulomb-etakoa

bat

bi

non, m = a s k a t u t a k o substantziaren masa (gramotan)

f =

den hau

legeak b a t u e g i n daitezke beste b e r r i honen a r a -

bera :

= substantziaren pisu-bal iokidea (9.) l n t e n t s i tatea (ampere-tan)

t = Korronteak

behar

delakoa.Datu

l o r t u a i z a n da.

Faraday-en

'bala

askatzeko

da,Faraday

i r a u t e n duen denbora ( S )

8,- HAUSPEATZE-ERREAKZI OAK , 8.1

.-

8.2.-

D I SOLBAGARR I TASUNA KONPOSATU

.

l ON l KOEN

D l SOLBAGARR l TASUNEAN

ERAGITEN DUTEN FAKTOREAK. 8.3.-

D I SOLBAGARR I TASUN-B 1 DERKADURA.

8.4.-

101 AMANKOMUNAREN EFEKTUA.

8.5 8.6.-

-

HAUSPEAK 1 NEN D I SOLBAKETA. 101 KONPLEXUAK

ETA BERAIEN EFEKTUA DISOL-

BAGARRITASUNEAN.

8.7.-

101 KONPLEXUEN NOMENKLATURA.

8.1 e -

DI SOLBAGARR I TASUNA.

Gatz

gehienak

uretan

disolbagarriak

dira,

baina

egon

badaude beste gatz b a t z u i a disolbaezinak d i r e n a k .

Askotan

kirnikariek

k i n topo egi terakoan, rik,

rnetodorik

e r a b i l iena hauspeatzea

i k u s dezagun hauspeatzea zertan datzan:

tuz sol ido baten eraketan,

Dernagun

hain zuzen

ondoko

eta ~

adibidea:

disoluzio batetik abia-

disoluzio

b ~ t e t a n Ba

( h a u s p e a k i n a ) n a b a r i t u k o da,

l r a g a z t e n b a d a pb2+ i o i a k

batetara

soluto

bat

hasiera b a t e t a n d i s o l b a t u egiten d a

Na

+

PbSO

( s o l i d o e r a t a n ) eta Na

(sol ido

(t-a)

bat)

4

soluzioa

asetu

egiten

da

solutoarekiko.

fase solidoa eta fase l i k i d o a r e n a r t e a n , heterogenoa) ;

hau

da,

sol idoa

Orduan,

solutoaren sulfatoaren

disolbagarritasuna

k o n t z e n t r a z i o rnaxirnoa. d i s o l b a g a r r i tasuna

solbagarritasuna

kaen solutu-kantitate adierazten

molarra d e r i tzogu.

zera

Moletan

deneko a b i a d u r a

d ~ g u : disol uzio

Aurreko kasuan,

maxirnoa adierazten du.

du.

b i e n artean,

.

oso t x i k i a da.

disolbatzailearen

l t r e k i n e g i n i k o d i s o l u z i o aseak

fase

disolbatzen

adibidez,

asearen berun

Beste rnodu batez,

disolbagarritasun-koefizienteak

bagarritasun-koefizienteak

une h o r r e t a n d i -

o r e k a dinarnikoa sortzen da

t t a alderantzizko prozesuarena b e r d i n a k d i r a

Beraz,

eransterakoan,

konstantepean b a i n a pun-

tu batetara a i l e g a t u r i k ez da gehiago d i s o l b a t u k o ,

titatea

,

a (~ diso +l u z i o e r a t a n ) bereiztuko d i r a .

Likido

(oreka

2+

H2S04, azido s u l f u r i k o disoluzioa erans-

solido baten eraketa ere.

izaten dela-

hots, hauspeakinaren eraketan.

cta pb2* k a t i o i a k d i t u g u l a . ten bada,

problernare-

substantzien banaketaren

100

neurtzen g-tan

Hots,

du;

di-

disol-

disolba daite-

100 g

disolbatzc

t e n p e r a t u r a b a t e t a n duen solutu-kanadierazten

denean

disolbagarritasun

Substantzia batetan,

baten d i s o l b a g a r r i t a s u n a uretan,

tenperatura

konstantea da.

D i s o l b a g a r r i t a s u n a r e n mekanismoak g a u r egunean, e r a b a t eta zehatz ezagutzen; tzuk b a i e z t a daitezke.

ez d i r a

h a l a eta g u z t i z ere honetaz gauza ba-

Gatz b a t u r e t a n disolbatzen denean,

bere sare

k r i s t a l i n o a a p u r t u egiten da, eta h o r r e t a r a k o k o n t r a k o k a r g a k o ioien arteko erakarpen-indarrak sare-energia

g a i n d i t u b e h a r r a dago,

gatzaren

baino txikiagoa

i z a n ohi

g a i n d i t u behar da.

Hidratazio-energia da,

h a u da,

disoluzio-prozesua

sare-energia

endoterrnikoa d e l a r i k ,

e t a beraz,

i a gatz guz-

t i e n d i s o l b a g a r r i tasuna t e n p e r a t u r a r e k i k o h a n d i t u egi ten da.

Beste a ldet ik ditzen

da;

faktorea dugu:

hots,

izanik.

Beraz,

entalpikoa,

entropi koa sun-oreka

,

disoluzio-prozesuan norrnalk i desordena han

entropia

kontrakoak

da.

d i s o l b a g a r r i t a s u n a aldeko

disolbagarritasunaren

dena.

Horrela

kontra

tenperaturarekiko

b a it

doa eta

disolbagarrita-

gertatzen da.

B a i n a sare-energiak diagoak

da,

d i r e n b i f a k t o r e e k i n topo egiten

.,

zeina

aldekoa

h a n d i tzen

direnean,

Horrela,

h i d r a t ,azio-energiak

disoluzio-prozesua

motela eta

b a i n o askoz hanneketsua

bihurtzen

n a h i z eta d i s o l b a t u r i k o ioien kontzentrazioa oso txíkia

izan, d i s o l u z i o - a b i a d u r a eta b i r k r i s t a l izazioarena b e r d i n a k d i r a . Hau da,

gatzaren

kantitate

txiki

bat

disolbatzerakoan

disoluzioa asetu

e g i t e n da, eta g a t z a r i disolbaezina deritzo.

Disolbaezin denik

,

oso g u t x i

h i t z honek

Q /I)

da

d u esan

disolbatzen d e l a b a i z i k .

aurresatea oso z a i l a da. korra

ez

(10 g /11i20).

Sodio k l o r u r o a , Beste b a t z u k

nahi

d i s o l b a t u ezina

Gatzen disolbagarritasuna adibidez,

oso g a t z disolba-

g u t x i a g o disolbatzen d i r a (-1

e t a besteak disolbaezinak ( 4 mg / I )

dira.

Hona hemen gatz disolbaezinen a d i b i d e batzuk:

D

Disolbagarritasuna (DI,

rng /I-tan,

eta 2S°C-tako

tenpera-

turan neurtzen da.

Disolbatzen

diren

sol idoak

aldatugabeak

gera

d a i tezke

(iodoa alkoholean) edo ioiez disozia d a i tezke (sodio s u l f i toa u r e t a n )

,

baina k a s u b i e t a n esandako oreka ematen da.

1 -a alkoholean disolbatzen dela, oreka lortzeko

Demagun, I

2

2

solidoa soberan i z a n behar da.

Oreka honelaxe adieraz daiteke:

I2 (disoluzioan)

4 '

I2 (solidoa)

+

"2 VI

Kasu

eta V

2

honetan

berdinak izanik.

iodoaren molekulak

e l k a r r e n g a n d i k aldenduak geratzen d i r a ,

sare

kristalinotik

eta

aldaezinak i z a n i k .

Beste substantzia batzuk u r e t a n disolbatzerakoan,

beraien

ioietan disoziatzen d i r a . Substantzia hauei e l e k t r o l i t i k o a k e s a t e n zaie, e l e k t r i z i tatearen

eroaleak

NaCl

eta disoluzioar

b a it

dira;

-+

CI-

H2°

Na

NaCl

uretan

( a q ) + CI-

(aq)

ioiek ez dute e l k a r r e k i k o z e r i k u s i r i k .

1 gehitzen bazaio:

KC I

disolbatzerakoan:

+

K

( a q ) + CI-

(aq)

Baina

CI-

ioiak,

b a i NaCI-tik

datozenak eta b a i KCI-tikoak,guz-

t i z berdinak d i r a eta ez d i r a e l k a r nabaritzen.

Lehen

ikusi

d i tugun substantziak,

eta HgS e l e k t r o l i t o ahulak d i r a ,

hots,

AgCI ,Ag2S,BaS04

hau da, d i s o l b a t u r i k o molekulak da-

gozkien ioiez i a disoziatugabe daude:

Lehen esan denez, k a s u batzutan gatzen disolbagarritasuna aurresatea oso z a i l a da, tezke

uretan

baina

a r a u e n p i r i k o batzuk eman dai-

cJatzen disolbagarritasuna,

gutxi

gora

behera,

jakin

dezagun :

Di sol b a g a r r i a k

Sal buespenak

- - - - --- -

NO- (nitratos)

3

Disolbaezinak OH- ( h i d r o x i d o a )

Sal buespenak Alkalinoak.Ca

2+

,Sr

2+

,Ba

~ 1 0 ; (perkloratoa) ~ 1 0 3( k l o r a t o a ) Alkalinoak,lurralkaliCH COO- ( a z e t a t o a )

3

C.1- ( K l o r u r o a )

noak e t a NH+ 4 cu+. H ~ ~ + . I I + . P ~ ~ ~+ . g +

~ r (bromuroa) -

coi-

(Karbonatoa)

A l k a l i n o a k , H + e t a NH;

Hg12.BiC1 3

1- ( i o d u r o a )

A l k a l i n o a k . H + e t a #M: N ~ + . L ~ + , K e+ t a

- -- - - - - -

3-

ASO,,

(Artstniatoa) Alkalinoak

NHi-en g a t z a k

Horrela

hauspeakin

batzuk

aurresan

d a i tezke,

b a r i o k l o r u r o a k eta sodio sulfatoak erreakzionatzerakoan:

adibidez,

2+

cI-

eta K+ ioiak "behatzaileak"

d i r a , hau da, erreakzioan

ez dute p a r t e r i k hartzen.

8.2.-

KONPOSATU

ION l KOEN

D ISOLBAGARR ITASUNEAN

ERAG l TEN

DUTEN

FAKTOREAK.

6.2.1

.- Solbatazioa. Solidotik

datozen

ioiek

e l k a r topo egiten dutenez gero,

eta

disolbatzailearen

mcelekulek

konposatu ionikoak disolbatzen d i r a ;

konposatu horientzako disolbatzailerik onena u r a dugu, uraren egitur a rnolekularra berezia b a i t da.

Uraren jokaera dipolo e l e k t r i k o t x i k i batena da, hau da, uretan substantzia ionikoa disclbatzerakoan, ga

negatiboek

katioia

ingururatzen

ioien arteko erakarpena

dute.

dipolo elektrikoaren k a c Hau dela

t x i k i a g o t u egiten da,

eta,

solutuaren

sistemaren egonkorta-

suna handitzen d e l a r i k .

Q

O

O

Efektu deritzo,

hcni

"ioien

solbatezioa"

eta disolbatzaile pola-

r r e t a n gertatzen da batez ere.

Beste

faktoreak

abiatu beharrean gaude,

aztertzeko

h i r u hauexek

ikuspuntu izanik:

terrnodinamikotik

aldaketa energetikoa,

aldaketa entropikoa eta tenperatura.

8.2.2.-

Aldaketa energetikoa.

L i C l l i t i o k l o r u r o a uretan disolbatzerakoan,

bero-kantitate

b a t askatzen da, j a r t z e n da. titateari,

eta a r e gehiago,

b a t z u t a n d i s o l b a t z a i l e a iraktnean

Hau prozesu exotermikoa da,

d i s o l b a t u r i k o LiCI-ren

e t a askatzen den bero-kan-

mol-kopuruarekiko e r l a z i o a r i disolu-

zio-beroa esaten zaio. (aq) + L i

L i C l (s)-Ci-

+

AEd = -12 Kcal/rnol.

(aq)

Disoluzio-prozesu batetan, g u r e k a s u a n ere b a i , b i u r r a t s daudela esan dezakegu. Lehenengoan , k r i s t a l a r e n s a r e ionikoan elkac t u r i k dauden i o i a k e l k a r r e n g a n d i k aldendu e g i n b e h a r dute; horretarako, suan,

e r a k a r p e n elek trostat ikoaren

+ Li

eta

CI-

i n d a r r a k g a i n d i tuz.

LiCI-ren

i o i a k e l k a r r e n g a n d i k aldentzeko energi

b a t ernan b e h a r k o zaio,

energia k r i s t a l i n o a

ka-

kantitate

(Ec) deritzona, h a i n zu-

zen ere:

Bananduak rrean

esan

daudenean

den bezala,

prozesu

ioiak hau

solbatatu

egiten

(bigarren urratsa)

dira,

au-

egonkorra

da, e n e r g i a askatzen d e l a r i k ( h i d r a t a z i o - e n e r g i a E h ) :

Beraz,

lehenengo u r r a t s e a n energia h a r t z e n d a (AEC) eta

b i g a r r e n e a n a s k a t u egiten d a

(AEh ) .

Prozesua exotermikoa teko,

izan dadin,

hots AEd negatiboa iza-

honako h a u bete beharko da:

B a i n a disolbatze-prozesuak ke?.Baietza

endotermikoak

i z a n a l daitez-

k a s u k o n k r e t u b a t e k i n a z a l dezagun: NH4CI arnonio kloru-

r o a u r e t a n disolbatzerakoan beroa xurgatzen da;

hots, AE h <<< AEC

da.

Beraz,

aldekoa da,

f a k t o r e energetikoa aldiz,

lehengo k a s u a n disol uzio-prozesuaren

b i g a r r e n k a s u a n k o n t r a k o a da.

NaF

216

-21 6

LiCl

198

-21 1

Konposatu i o n i k o batzuren energia

NaC l

184

-1 85

kristalinoak

KC I

167

-165

-energiak

Na 1

165

-166

K1

151

-146

8.2.3.-

(Ec)

eta

hidratazio-

( E h ) Kcal/rnol-etan.

Aldaketa entropikoa.

Sistemek joateko jokaera

desorden

dute.

maximorantz

(entropia

Substantzia b a t e n disoluzioa,

handitzerantz)

k a s u gehienetan,

sistema ordenatu b a t e t i k

( s a r e k r i s t a l i n o a ) beste desordenatu b a t e r a

(ionikora)

Faktore h a u sol i d o ionikoen disolbatzearen

pasatzea

aldekoa da.

da.

Honela i z a n i k , LiCI-ren disolbatze-prozesua

berezkoa da,

zeinetan e n t r o p i a handitzen b a i t d a eta e n t a l p i a t x i k i t z e n .

Zergatik

disolbatzen d a ordea NH CI-a,

4

prozesua energeti-

k o k i k o n t r a k o a bada?. Disoluzioaren e n t r o p i a amonio k l o r u r o a r e n k r i s talarena

b a i n o askoz handiagoa delako,

den a r r e n ( 1 . p r i n t z i p i o a ) ,

h a u da,

e n t a l p i a handitzen

e n t r o p i a a r e gehiago h a n d i tzen da ( 2 . p r i n

tzipioa)batez bestekoa disol b a g a r r i tasunaren aldekoa i z a n i k

8.2.4.-

.

Tenperatura.

E r a x i n p l e batez zera esan d a i teke:

tenperatura h a n d i tzen

den n e u r r i a n k r i s t a l a r e n atomoen b i b r a z i o a handiagoa da, eta beraz, ioien a r t e k o e r a k a r p e n - i n d a r r a k peratura

handitzean

katioiak

e r r a z g a i n d i daitezke. eta anioiak

behar den e n e r g i a t x i k i t u egiten da, na errazten delarik.

Hau da,

elkarrengandik

ten-

aldentzeko

substantziaren d i s o l b a g a r r i tasu-

Tenperaturaren disolbagarritasunean,

faktorea,

dudarik

gabe,

inportanteena da

eta ondo aztertzeko b i aspektu b e r e i z t u behar

ditugu:

1 ) K r i s t a l a r e n egonkortasunean e r a g i t e n d i t u z t e n faktoreak. 2)

l o i h i d r a t a t u e n egonkortasunean e r a g i t e n d i t u z t e n faktoreak.

Lehengoei

so

eginik,

izakera

n e u r r i a n d i s o l b a g a r r i t a s u n a t x i k i t z e n da. t a n oso d i s o l b a g a r r i a rnio s u l f u r o a n ,

kobalentea NaCI

,

h a n d i tzen

den

sodio k l o r u r o a , ure-

d a konposatu ionikoa b a i t da,

b a i n a CdS Kad-

Cd eta S-ren a r t e k o l o t u r a r e n i z a k e r a kobalente sama-

r r a denez gero, bestea b a i n o g u t x i a g o disolbatzen d a (atomoen arteko elektronegatibotasun-diferentzia

Bigarrenei

dagok ienez,

hots,

karga-dentsitateak

dute

eta

a l d e t ik

,

beraz,

txikiagoa da).

handiak

karga

handia

d i t u z t e n ioiek

d i s o l b a g a r r i tasunaren

aldekoak

i o i hauen a r t e k o e r a k a r p e n - i n d a r r a

eta

masa

txikia,

h i d r a t a t z e k o jokaera dira.

Baina

beste

h a n d i a denez gero,disol-

b a g a r r i tasuna neketsua egi ten da.

Ondoko eskeman d i s o l b a g a r r i t a s u n a r e n gehipena tenperatur a r e k i k o i r u d i k a t z e n da:

8.3.- D I SOLBAGARR ITASUN-B IDERKADURA. Nahiz

eta

gatzak

disolbaezinak

izan,

disolbaturik

gabe

dagoen g a t z solidoa eta disoluzioan dauden ioien arteko oreka ernaten da.

Adibidez,

AgCl

zi l a r

kloruroa

uretan

disolbaezina

da,

oreka hauxe i z a n i k :

AgCl

Oreka hau,

(S)

H2° + e Ag

gatz

(aq)

disolbatua

+

CI-

(aq)

( g u z t i z d i s o z i a t u a ) eta gatz

ezdisol b a t u a r e n (sol i d o egoeran) a r t e a n ernaten da.

Oreka heterogenoa

da.

Oreka

ezkerrerantz

desplazaturik

kontzentrazioek oreka kirnikoaren

dago,

Ag

+

eta

legea betetzen d u t e l a r i k ;

CI--ren

hots,ekin-

tzaren masa legea a p l i k a t u z gero:

Disolbatuta trazioa,

baina

disoziatzeko

tenperatura j a k i n e a n ,

dagoen

gatzaren kontzen-

konstantea da:

non Kps disolbagarritasun-biderkadura b a i t da.

Kps-a ematen

delarik.

sun-biderkadura

tenperaturarekik o lkus ditzagun 25OC-tan :

f untzioa

zenbait

da,

normalk i

25OC-tan

konposaturen d i s o l b a g a r r i t a -

Ag CI Baso4 cus HgS PbS04 Al ( 0 H l 3 SrC03 PbS EaF2 Zer esan n a h i d u ondoko adierazpenak: Ea,

ez dagoela o r e k a r i k ,

[A~+IC < Kps?.

d i s d u z i o a ez dago a s e t u r i k

eta beraz ez

da hauspeakinik sortuko.

Aldiz, d i s o l uzioan dela, te;

[A~+][cII) > Kps

ioien

e t a beraz,

h a u da,

baezinak

adierazpenaren esangura hauxe da:

kontzentrazioa o r e k a r i

dagokiona

b a i no handiagoa

ioien sobera hauspeatu egingo dela oreka l o r t u ar-

gatza hauspeatu egingo da.

eratzen d i t u z t e n

Disoluzioan konposatu disol-

ioien a r t e k o erreakzioei heuspeatze-erreak-

zioak d e r i tze.

E t a adierazpena

[A~+][cI-]=

Kps denean,

disoluzioa asetua

dagoela esan n a h i da.

Gatzak

honako t a n k e r a h a u badu:

AB2,

Kps-a

hauxe du-

gu:

Kps-ren trazioak

oso

balioak

baxuak

dira

txikiak eta

direnean,

beraz

orekan

ioien kontzen-

d i s o l b a g a r r i t a s u n a oso txikía

da.

Kps-ren

b a l i o a k ezagutuz gero d i s o l b a g a r r i t a s u n a k a l k u l a daite-

k e eta a l d e r a n t z i z :

AgCl ( S )

Ag

+

( a q ) + CI-

D

10 1 AMANKOMUNAREN EFEKTUA.

8.4.-

Demagun, b e r r i z ,

+

Bai Ag -ren ra,

(aq)

D

i k a s i t a k o oreka:

kontzentrazioa edota CI--rena

a ldatzen b a d i -

orekaren p o s i z i o a a l d a t u k o dela e r r a z u l e r daiteke,

b a t z u t a n ez-

k e r r e r a n t z desplazatuko d a (hauspeatu egingo 1 i tzateke) eta besteetan eskuinerantz ( d i s o l b a t u egingo l i t z a t e k e ) .

Horrela, eran, arte.

adibidez)

disoluzio

honi CI-

oreka eskerrerantz

i o i a eransten b a d i o g u (NaCI

lerratuko

1 itzateke

oreka

lortu

Sodio k l o r u r o a disoziatzean, k l o r u r o i o i a r e n gehipen b a t l o r t u k o

genuke sisteman:

NaCl

eda +

+ CI-

Eta Ka konstantea denez gero, eta ( ~ a g 2 u t x i tu. bera

gertatzen

Beraz, da

Ag

+

[cI']

ere gehi t u egingo da

z i l a r k l o r u r o gehiago sorrerazten da. ioia

eranstean

(AgN03 e r a n ) .

Baina,

Gauza beti

[~g'] [C17 = KpS b e r d i n t z a k konstante i r a u n behar du.

Gatz d i solbaezinaren beste d i s o l uzioa eransterakoan,

disoluzio

asetuari

, ioi

amankomuna duen

hauspeakina agertuko da.

Edo beste

moduz esanda,

gatz disolbaezinak disolbaezinago b i h u r t z e n d i r a i o i

arnankornunaren presentzian.

Efektu

hau

erabat hauspeatzeko; hauspeatu

nahi

oso

erabilia

da

Kimika

lehen esan dugunez,

badira,

AgCI-ren

Analitikoan

ioi

disoluzio batetan

eraz,

cl--ren

sobera

bat ioiak

bat

erantsi

besterik ez d a e g i n behar, eta honela disoluzioan p r a k t i k o k i ez d i r a Ag

+ . .

toiak geratuko.

8.5.-

HAUSPEAK l NEN D ISOLBAKETA.

DisoI b a g a r r i tasuri-oreka

~ o l a b a i t A+ gu,

oreka

o r o k o r k i honelaxe i d a t z dezakegu:

edo B--ren

eskuinerantz

kontzentrazioak g u t x i t z e n baditu-

l e r r a t u k o da,

AB

hauspeakina edo z a t i bat

disolbatuko delarik.

Btea da,

anioiak

kentzeko e r a r i k onena azido sendo b a t erans-

eta h o r r e l a oso g u t x i d i s o z i a t u r i k dagoen AH a z i d o a h u l bat

e r a t u k o da.

Azido furo, hauen

sendo b a t gehituz

karhnato,

...etabarren

protoien,

OH-,S~-,CO?

... a z i d o

edo H2,CO3

Sar

.. )

hidroxido,

anioiekin

konbina

daitezke,

sulAzido

ura,

H$

a h u l a k eta oso g u t x i disoziatuak eratuz.

dezagun

hauspeakina d u g u l a ,

HCI

( HCI , H2S04,.

hauspeakin asko d i s o l b a daiteke.

adibide

bat:

burdina

(Fe)

hidroxidoaren

eta u r e t a n oso g u t x i disolbatzen dena:

gehi tzerakoan,

e l k a r e r r e a k z i o n a t u k o dute

+

honen H -ek

H O uya eratuz.

eta hidroxidoaren 0~--ek

Ur h a u disolbagarrita2 sun-orekat i k kentzen bada, oreka eskuinerantz desplazatuko da;hots,

hauspeakina disolbatu egingo da:

Kasu h o n e t a n a z i d o a h u l a u r a i z a n g o l i t z a t e k e .

Beste a d i b i d e b a t k a l t z i o k a r b o n a t o a r e n a d u g u :

Azidoren b a t gehi tzerakoan, hau da,

azido karbonikoa sortuko da,

~ 0 3 - r e nk o n t z e n t r a z i o a g u t x i tzen d a e t a o r e k a e s k u i n e r a n tz

desp la z a t z e n 'da :

Kasu o r o k o r b a t e t a n :

+

AMe ( S ) + H

(aq)

-

~

e

+ +AH ~

AH = Azido a h u l a

Me = m e t a l a . Protoien kontzentrazioa, daitekeenez

gero,

pH-ren

ur-ingurunetan,

kontrolaren

bidez,

tartean alda

hauspeatze s e l e k t i b o a k

egin daitezke.

8.6.-

101 KONPLEXUAK ETA BERAl EN EFEKTUA 0 ISOLBAGARR ITASUNEAN.

Lewis-en

teoriaren arabera,

NH

3

trogenoaren . k o n p a r t i t u g a b e k o e l e k t r o i - p a r e a pasa b a i t daiteke. amonioa emateko.

Horrelaxe,

amon i a k o a basea d a ,

ni-

azido hartzaile batetara

u r a r e n p r o t o i b a t h a r dezake,

+

NH4 i o i

i o i metal i k o positiboek, F ~ ~ + , c o ~ + , N ~ ~ + ,

Trantsizio-metalen

...etabarrek

cu2+, tuzte,

eta

eta

3d o r b i t a l a k hutsak edo betegabeak di-

elektroi-bikoteak

Lutura-mota tantziei

4s,4p

honi

h a r ditzakete,

koordinazio-lotura

koordinazio-konplexuak.

Adibidez,

lak

cu2+ i o i e k i n koordinatzeko g a i d i r a

(11)

konplexua eratuz.

Lewis-en

arabera,

l o t u r a berezi b a t eratuz.

d e r i t z o eta eratzen NH

3

cu2+ i o i a k e r r e a k z i o honetan azidotzat

k a t i o i gehienak disoluzioan Lewis-en

... d i r e n

amoniakoaren rnoleku-

( C U ( N H ~ ) ~ tetraminkobre ]~+

p a r t e h a r t z e n d u amoniakoaren e l e k t r o i a k

H~O,OH-,CI-,

d i r e n subs-

onartuz.

Lehen a i p a t u r i k o

azidotzat jokatzen dute eta NH3,

baseekin e l k a r t z e n d i r a .

Modu berean,

u r e t a n solbatatzen d i r e n a n i t z k a t i o i e k be-

]

netako h i d r a t o konplexuak eratzen dituzte, [ ~(Hi 0 ) 2+ hexakuonikel 2 5 ( 1 1 ) konplexuaren kasua a d i b i d e z )

l o i k o n p l e x u baten izaera honetantxe datza: e r d i a n atomo bat,

eta honen i n g u r u a n beste zenbait molekula,

ko partikula

inguratzen dutelarik,

ko

atomo z e n t r a l a d e r i t z o eta

atomoari

estekatzaileak tralarek i n

(hauen zenbakia

loturik

dagoen

i o i edo atomo, erdi-

koordinazio-loturaren

2,4

bidez.

i n g u r u a n dauden

edo 6 i z a n d a i t e k e ) .

estekatzai learen

atomoari

Erdi-

partikulei Atomo zen-

atmo

emailea

deritzo.

Dernagun

Atorno

tetraminkobre

zentra l a

n i trogenoa atorno ernai lea, zea

4

izanik.

i z a n d a i tezke.

Konplexuak,

kobrea

(11)

da,

konplexuaren

estekatzai lea

adibidea

amoniakoa

eta

rnolekularen koordinazio-zenbakia edo indikatioiak

,' a n i o i a k

eta

molekula

neutroak

Hauspeakin disolbaezinak na

ioi

konplexuen eraketan datza.

disolbatzeko rnetodorik e r a b i l i e Hau da,

gatzaren i o i r e n b a t dezagertu egiten da,

i o i konplexuak eratzeko

oreka disolbaketarantz des-

p l a z a t u t a geratzen d e l a r i k .

Demagun, AgCl z i l a r k l o r u r o a r e n a d i b i d e a . disolbaezina bat eratuz.

da, b a i n a NH -ren bidez d i s o l b a 3 Prozesua honako h a u 1 itzateke:

Edozein pH-tan

daiteke

ioi

konplexu

-

~ g ' ( a q ) + 2NH3 - [ * ~ ( N H ~ ) ~ ] + diaminzi l a r r a

Azken e r r e a k z i o honen oreka-konstantea

hauxe dugu:

K konstante honi i o i konplexuaren eraketa edo egonkortae sun-konstantea d e r i tzo.

Ke handia hauspeakina

bada,

oreka

d i s o l b a t u egingo da;

eskuinerantz hots,

dago l e r r a t u t a ,

eta

i o i konplexua oso egonkorra

izango da.

Laborategian z i l a r rozko

disoluzio

bat

z u r i a agertzen dela

gehitzen

n i t r a t o z k o disoluzio badiogu,

i k u s i k o dugu.

zi l a r

bati

sodio k l o r u -

klorurozko

hauspeakin

Baina a u r r e k o sistemari NH3 amo-

niakoaren d i sol uzio k o n t z e n t r a t u a gehi tzen badiogu,

hauspeakina de-

sagertu egiten d a eta disoluzio osoa gardena b i h u r t z e n da.

8.7.-

10 1 KONPLEXUEN NOMENKLATURA.

Aurretik

i k u s i dugunez,

i o i konplexuak h i r u motatan sai l-

k a daitezke: a n i o i a k , neutroak eta k a t i o i a k .

loi

konplexuak

idazteko

honako

arau

hauek

jarraitzen

dira:

1 ) Lehendabizi

,

atomo z e n t r a l a idazten da.

2) Gero estekatzai leak,

lehenengo anioníkoak,

gero neutroak eta az-

kenik kationikoak.

loi

izendatzeko,

konp lexua :

aldiz,

a r a u hauexek j a r r a i -

tzen d i r a :

1 ) Lehendabizi

estekatza leak, bi-,

a d i e r a z t e n d a : mono-, 2) Konplexuan

estekatzai le

estekatzai le-kopurua tri-,

bat

tetra-,

baino

fluoro; tiolo;

(CI-)

2-

(S

xek d i r a :

)

izenak kloro;

tio;

arruntak

(Br-)

bromo;

(CN-) ziano;

(H20) akuo;

-o-

(NO;)

(NH3) amin;

hexa-,

ondoko

neutroak eta k a t i o i a k .

bukaeraz

(o2-)

grekoz

...etabar.

gehiago b a l d i n bada,

ordenamenduaz aipatzen d i r a : a n i o i a k , 3 ) Estekatzaileen

penta-,

aurrizki

0x0;

nitro.

idazten d i r a : (OH-) hidroxo;

(F-) (HS-)

lzen berezikoak haue-

(NO) n i t r o s i l o ;

(CO) karbonilo;

(CS) t i o k a r b o n i l o .

4 ) Gero atomo z e n t r a l a idazten da, eta b e r a k duen oxidazio-zenbakia parentesi a r t e a n eta zenbaki erromatarrez:

(O, 1 , 1 1 ,

...)

5) l o i k o n p l e x u a a n i o i a denean, atomo z e n t r a l a r e n b u k a e r a -atoAdibideak:

[ F ~ F 3-~ ]

hexaf luoroferratoa ( I 1 1 )

Ni ( ~ 0 ) t~e t r a k a r b o n i l n i k e l a ( O ) C O C I ~ ( N H ~, )triklorotriarrinkobaltoa ~ ( 1 11) [ F ~ ( H ~ o3r) ~ ] hexakuoburdina

( I I I)

da.

[*~(NH~)~]+ diarninzilarra ( 1 )

[

Ca V(CN)

Kaltzio hexazianobanadatoa ( I V )

[ c ~ c I ~ ( N H CI ~ I ~ ] diklorotelrarninkrorno K3 [ F ~ ( c N ) ~ ] potasio hexszianoburdina

3l

[ C O ( N H ~ ) ~ ( N) O

[ c ~ ( N H ~(N0312 ) ~ ]

( I I I ) kloruroa. (iii)

trinitrotriarninkobaltoa (111)

tetraarninkadrnio (1 1) n i t r a t o a .

AR l KETAK

8.1

.- Ondoko

terrninoak def i n i itzazu: energia k r i s t a l inoa, solbatazio-

-energia,

prozesu exotermikoa eta endotermikoa,

d i s o l b a g a r r i ta-

suna.

8.2.-

Disoluzio-ekuazioa eta d i s o l b a g a r r i tasun-biderkadura zu gatz hauentzat: k a l t z i o sulfatoa,

i d a t z i tza-

b e r u n ( 1 1) k l o r u r o a ,

zilar

ioduroa, b a r i o fosfatoa, k o b r e (11) iodatoa.

8.3.-

loi

arnankornunaren

sun-b i d e r k a d u r a

efektuak

al d a t z ~ n al

substantzia du?.

baten disolbagarrita-

Erantzuna

ezezkoa

bada,

zer aldatzen du?.

8.4.-

Z i l a r k l o r u r o a r e n d i s o l b a g a r r i t a s u n a u r hutsean 1,87.10d3 g, /1-koa

da.

Baina u r a sodio k l o r u r o z s a t u r a t u a bada, disolbaga-

r r i t a s u n e nolakoa izango da, handiagoa a l a t x i k i a g o a ? .

8.5.-

Zer

da

ioi korplexua?. Zergatik

disolbatzen d a z i l a r kloruroa

amoniako-disoluzioetan?.

8.6.-

8.7.-

Ura oso d i s o l b a t z a i l e ona d a konposatu ionikoentzat. Zergatik?.

Konposatu i o n i k o baten d i s o l b a g a r r i tasunean f a k t o r e termodinamikoek e r a g i t e n dute.

8.8.-

Zergatik

dira

Azal i t z a z u f a k t o r e hauek.

marmola,

edo

kareharria

azidoetan

disolbaga-

rriak?.

8.9.-

lo-'

M den potasio k l o r u r o a r e n d i s o l u z i o b a t eta

z i l a r n i t r a t o a r e n a ne hasten b a d i r a , a l da?. Datua: AgCI-rentzat

K = 1,1.10-'~ PS

M den

z i l a r k l o r u r o a hauspeatuko

8.10.-

Aurreko a d i b i d e a r e n kontzentrazioak

eta

M-koak ba-

l i r a , z i l a r k l o r u r o a hauspeatuko a l l i tzateke?.

8.11.-

Zilar

k l o r u r o a r e n disolbagarritasun-biderkadura

-10-lo bada,

0,l

25OC-tan

1,7.

M den z i l a r n i t r a t o disoluzioaren l i t r o

bati

l i t r o bat 0,l

beste

M den HCI disoluzio eransterakoan,

haus-

p e a k i n i k e r a t u k o a l da?.

8.12.-

Zi l a r

i o d ~ r c l a r e n d i s o l b a g a r r i tasun-biderkadura

8,s. lo-?

da.

A u r k i ezazu gatz honen d i s o l b a g a r r i tasuna l u r hutsean. 8.13.-

K a l t z i o brornuroaren d i s o l b a g a r r i t a s u n a u r e t a n 25OC-tan 2,O.

.

rnol/l-koa

-biderkadura 8.14.-

0.1

M den

da.

Tenperatura h o r e t a n , d i s o l b a g a r r i tasun-

k a l k u l a ezazu. ~ ~ : - - r e n disoluzio

betetan

zenbatekoa

ca2+-ren kcmtzentrazio rnaxirnoa?. CaCO -ren Kps = 8. 3 8.15.-

Zilar

kloruroaren

K

ps

-a

1,1.10 -lo bada,

izango da

lo-'.

zenbatekoa

izango

d a bere disol b a g a r r i tasun rnolarra?.

8.16.-

Bario

sulfatoarentzat

disolbagarritasuna

2,3

rng/l-koa

bada,

a u r k i ezazu bere d i s o l b a g a r r i tasun-biderkadura.

8.17.-

Zilar

bada,

s u l f u r o a r e n dieolbagarritasun-biderkadura

a u r k i ezazu bere d i s o l b a g a r r i t a s u n a rng/l-kotan.

8.18.-

0,002 M

M den t a l i o n i t r a t o disoluzioaren bolurnen b a t eta 0,004

den

sodio

ioduroaren

bolurnen

berdina

hauspeakina l o r t p k o a l da?. TII-rentzat

8.19.-

25OC-tan

nahasten b a d i r a , 18

= 8,9.10K PS

.

z i l a r k l o r u r o a r e n d i s o l b a g a r r i tasun - b i d e r k a d u r a

1,7.

-10-lo da. A u r k i t u :

a) Zilar

kloruroa

kontzentrazioa;

ur

huts-ean disolbatzen denean z i l a r

ioien

b ) Disoluzio honi sodio k l o r u r o a gehitzen bazioa bere kontzentrazioa

0,l

M izan arte,

a u r k i ezazu z i l a r

ioien kontzen-

trazioa.

8.20.-

O,1 M j e n

k a l t z i o k l o r u r o disoluzio

disolbagarritasuna

8.21

.- Nola

disolba

aurkitu.

daiteke

bario

b a t e t a n k a l t z i o sulfatoaren

5

.

CaSO -rentzat 4

K = 2,4.10PS

karbonatozko

hauspeakina? bario

s u l f a t o a r e n a ere e r a berdinean d i s o l b a a l l i teke?.

8.22.-

Nc l a d i s o l b a l i teke z i n k karbonatoaren hauspeakina?

8.23.-

lzendatu

eta

formulatu

ondoko

konplexuak:

[ c u ( N H ~ ) ~SO4; ]

[ C O C I ~ ( N H ~ ) ~ ] C K2 I ; c ~ ( c N ) ;~ potasio ] t e t r a k l o r o k ~ ~ a t o(1 a 1);

hexakuonikel

8.24.-

1

(1 1)

n i t r a t o a ; sodio h e x a n i t r o k o b a l t o a ( 1 I I ) .

M den arnoniako disoluzioan z i l a r k l o r u r o a r e n d i s o l b a g a r r i -

tasuna

aurkitu. 8 Ke = 1 0 .

Estrontzio da.

AgCI-rentzat

krornatoaren

K

=

10-lo;

+

Ag(NH ) -rentzat 3 2

d i sol b a g a r r i tasun-biderkadura

3,6.

lo-'

A u r k i ezazu bere d i s o l b a g a r r i tasuna.

B a r i o f l u o r u r o a r e n d i s o l b a g a r r i tasuna g/lOOcc-tan

eta

rnol/l-tan

a u r k i ezazu.

8.27.-

Kromo

( II I)

hidroxidoaren

disol b a g a r r i tasuna

g/l00cc-tan

eta

mol/l-tan aurk i ezazu.

8.28.-

Magnesio h i d r o x i d o a r e n d i sol b a g a r r i t a s u n - b i d e r k a d u r a 25OC-tan 1,2. 10-1

da.

H i d r o x i d o honen d i s o l b a g a r r i tasuna g /1-tan

kitu: a ) Ur hutsean;

b ) Sodio h i d r o x i d o disoluzioaren pH-a

12 denean.

a-

29.-

Berun ( I I ) ioduroaren d i s o l b a g a r r i tasuna 1,3.10 garritasun-biderkadura

30.-

25

ml

sodio

-3

da,

disolba-

aurkitu.

s u l f a t o d i s o l u z i o eta

b a r i o k l o r u r o z k o disoluzioa

soberan nahasterakoan lortzen den hauspeakinaren p i s u a 0,182 g-koa

da.

Sodio sulfatoak disoluzioan duen molartasuna a u r k i -

tu.

0,001 den

M den

zink

kloruro

sodio h i d r o x i d o disoluzioaren

150 cm -ak

3

50 cm - t a r a

z i n k h i d r o x i d o a hauspeatuko a l da?.

32.-

3

disoluzioaren

SS =

0,001

M

gehitzen d i r a ,

1,8.10

-4

(Mg(OH)2)

Magnesio k l o r u r o d i s o l u z i o akuosoari sodio h i d r o x i d o disoluzioa gehi tzerakoan, klorhidriko egiten

da.

hauspeakin

disoluzioa Prozesu

eta a z a l itzazu.

zuria

sehitzen

bietan

eratzen da. bada,

gertatzen

Ondoren,

hauspeakina

diren

azido

disolbatu

erreakzioak

idatzi

9, - H IDROGENOA, N ITROGENOA E T A BERAUEN KONPOSATUAK

9.1

.- HIDROGENOA.

9.2.-

NITROGENOA.

9.3.-

AMONIAKOA.

9.4.-

AZlDO NITRIKOA.

elernent u beza l a , X V l l .mendearen

tii drogenoa

azido

t e k t a t u a ,zeribai t vendish

hasieran

izan zen de-

eta rnetalen a r t e k o e r r e a k z i o - p r o d u k t u

g i s a . Eta Ca-

izan zen 1787.urtean

Hidrogeno-atornoa eta

bere

inguruan

isotopo ezagutzen agertzen

bai t

no elernentala tritioaren

hidrogeno izena " u r a r e n

ezagutzen

elektroi

bakarrez

d i r a ,deuterioa eta

dira edo

den

kantitate

osaturik

den

da,deuterioa

infinitesirnalak

x i n p l e e n a da,protoi bait

t r i tioa,zeintzu

n a t u r a n . E x i s t i tzen protoia

s o r t z a i le" eman ziona.

b a t nuiileoan

dago.Hidrogenoaren

bi

cso p r o p o r t z i o t x i k i tan

hidrogenoaren %99,98a hidroge-

%0,02

besterik

proportzioan ez

dira

dagoelarik

eta

aurkitzen.9.1. t a u l a n

isotopo hauen zenbait p r o p i e t a t e i k u s daiteke.

9.1.TAULA:

'H

Hidrogenoaren isotopoak

edo H

'H

3~ edo T

edo D

Protoia

Deuterioa

Tritioa

Masa atomikoa, amu

1,0078

2,0141

3,0160

Izozte-puntua

-259,l

-254,4

-252,7

-249,6

; O C

Irakite-puntua;OC Nukleoaren egonkortasuna

Baina tzen bai

taula

d i r a .Bere

Egonkorra

Egonkorra

Ezegonkorra

p e r i o d i koan ezartzeko o r d u a n zenbai t zai l tac.un ager-

egi t u r a

elektronikoa

kontutan

hartzen

badugu , a r g i

dagc'

a l k a l inoen eta b a i t a ere halogenoen fami l i a n i p i n d a i tekeela:bei-e

kan-

poko mai l a e l e k t r o n i k o a n e l e k t r o i

b a k a r r a d u e l a k o a l k a l i n o bezala

dera

noblearen ( H E ) e g i t u r a

d a i teke, b a i n a

bestalde,gas

hartzeko

kontsielektroi

b a k a r r a fa1 t a zaionez, halogeno bezala ere h a r d a i teke.

Beraz, ionizazio-energia txienez,eta

zein

familiatan

metal

Ez

batean

a l k a l inoena b a i n o b i b i d e r

bestalde,bere

ko. Hidrogenoa ez-metal

sartu?

a f i n i t a t e a halogenoen

b a k a r r a da.

ez

bestean,zeren

handiagoa b a i t

l a u r d e n a besterik

bere

da gc.ez dela-

9.1.1.-

Lorbidea.

Lurrean, oso hidrogeno g u t x i a u r k i tzen da bere oinarrizko eran:

zenbait

gas

bolkanikotan

%0,0001 b a i n o gutxiago.

eta

atmosferan

zertxobait,

Baino gure planetako atrnosferan

i a hidrogeno askerik ez eson,

guztira

nahiz eta

bera da unibertso guztiko elernenturik

ugariena (eguzkiaren rnasaren <7075-a hidrogeno askea da adibidez).

Hidrogenoaren konposatuak a l d i z oso u g a r i a k d i r a lurrean. Konposatu koipeak,

organiko gehienak

hidrogenoa dute

i k a t z a k , gas n a t u r a l a k ,

gesolinak,.

ezorgani koa, da hidrogeno-konposatu

9.1.1/1.-

(azukreak,

.. ) . Eta

zelulosak,

u r a , konposatu

ugariena lurreen.

Laborategian.

Hidrogenoa oso erraz l o r d a i teke laborategia, eta metal aktiboen arteko erreakzioen bidez.

( I k u s 9.1 . i r u d i a ) .

hidro genoa

.kurio

1 9.1.-

azido sendo

I r u d i a : Laborategiko hidrogenoaren lorbidea.

Azido erabiltzen

sulfuriko

direnak.

rnagnesioak

eta

Metalen

klorhidriko

artean,

( a l k a l i n o eta

e z i k ) u r a r e k i n b o r t i z k i erreakzionatzer

Sodioak, erreakzionatzen

roaz.

dira

aluminioa,

gehienbat

burdina

rta

d i r a e r a b i l ienak.

Metal aktiboenak

rneterakoan,

diluituak

zinka,

potasioak,

dute,

zeren

l u r r a l k a l inoak,

dute,

nibidioak

k o n t u asko

hidrogenoak

Be eta Mg

hidrogenoa askatuz.

eta

zesioak

hain

bortitz

i z a n b e h a r dela h a u a u r r e r a

su h a r b a i t

era-

dezake askatzen den be-

Kaltzioak eta l i t i o a k makalago erreakzionatzen dute u r a r e k i n .

9.l.l/2.-

Industrian.

N a g u s i k i h i r u d i r a g a u r egun h idrogenoa diesteko e r a b i l t z e n d i r e n rnetodoak:

ur-gasarena,

kornertzialk i e r -

lurrina/hidrokarbu-

roena eta u r a r e n h i d r o l i s i a .

Lurrina

coke

rnonoxidoa eta hidrogenoa

Karbono

beroaren

gain

pasarazten

rnonoxido eta hidrogenoaren n a h a s t e a r i

d e r i t z o eta fue1 bezala e r a b i l d ~ i t e k e , b i a k

k a t a l isatza i le

baten

izatekc.

karbono

lortzen d i r a .

drogeno p u r u a l o r t u n a h i b a d a ,

oxido zhal

denean,

aurrean,

nahastea

erregaiak

"ur-gasa"

c!irelako.

Hi-

l u r r i n a r e k i n t r a t a t z e n da,

k a r b o n o rnonoxidoa

karbono

dioxidora

-

H20

COZ + 2H2

ur-gasa Ondoren ,

gasen

nahastea presioan

dagoen

urarengain

p a s a r a z t e n d a k a r b o n o d i o x i d o a ezabatzen d e l a r i k .

L u r r i n a - h i d r o k a r b u r o e n metodoa: d a g a u r e g u n k o m e r t z i a l k i , lu-

Hidrogeno asko erdiesten rrina

e t a h i d r o k a r b u r o e n n e h a s t e b a t n i k e l k a t a l i s a t z a i l e baten g a i n

pasaraz iz,

tenperatura a l tuetara.

e r r e a k z i o a ondoko h a u d a :

Metanoaren k a s u r a k o g e r t a t z e n den

Ni

CH4

+

2H20

C02 + 4H2

beroa

Hidrogenoa e t a k a r b o n o d i o x i d o z o s a t u t a k o n a h a s t e a goian aipatzen

. Uraren

den b e z a l a bere i z d a i tezke.

elektrolisia:

i t u r r i r ik

Hi d r o g e n o a r e n hau

l itzateke

onena,

hain

emankorrena

garestia

ez

bz l i tz.

ura Ura

denez,

metodo

deskonposatzeko

b i d e r i k egok i e n e t a k o a , a u r r e t i k a z i d o t u a i z a n den u r a r e n g a i n k c r r c n te e l e k t r i k o a p a s a r a z t e a da ( 9 . 2 . i r u d i a ) .

Gertatzen d i r e n erreakzioak

-

h o n a k o hauek d i r a : erredukzioa:

2 [ZHf + 2e-

oxidazioa:

ZH~O~C)

erreakzio orokorra:

2H20 (1).

n2(gj

O2 ( g ) + 4H

k o r r o n te

+

+

le-

2H2 ( g ) + O2 ( g )

elektrikoa

36 g te e l e k t r i k o a r e n

.

ur,

h i d r o g e n o e t a o x i g e n o a n desitonposa tzeko korron

bidez,

572 k J i n g u r u b e h a r d i r a ,

p r o z e s ü h a u g u z t i z g a r e s t i t z e n duena. e r a b i l i a da, lako.

H a l a z ere,

e n e r g i a asko eta metodo h a u nahiko

l o r t z e n d i r e n h i d r o g e n o e t a o x i g e n o a k oso p u r u a k dirc-

9.2.Irudia:

9.1.2.-

Propietate f i s i k o a k .

GLS b a t da:

Uraren e l e k t r o l i s i a

airearekin

metal

da,

kcmparatuta,

iragaten ditu,

la da:

k o l o r e eta

-240°C-tan

usain

gabea.

bere dentsi tatea

burdina adibidez.

0,07

-25g°C-tan

g/cc

arinena

da.

Zenbait

Hidrogenoa l i k i d o t z e a oso z a i -

d u bere t e n p e r a t u r a k r i t i k o a ;

du egurats-presioan;

Gorputzik

-253OC-tan

i r a k i ten

sol idotzen da.

Beroaren eta e l e k t r i z i t a t e a r e n eroalea d a ; zenbait metalek aisa

adsorbatzen

dute

hidrogenoa,

paladioak

zurgatzen d u bere bolumena h i d r o g e n o t a n )

Oso e r r e k o r r a d a ,

batez

ere

(mila aldiz

.

eta k o n t u asko u k a n b e h a r da berare-

k i n l a n egiterakoan.

9--2. TAULA:

Hidrogenoaren z e n b a i t konstante f i c i k o

Fusio-puntua

-259OC

Tenperatura k r i t i k o a

-239,g°C 13 atrn

Irakite-puntua

-252,7OC

Presio k r i t i k o a

Dentsitate ( l i k i d o a )

0,071 g/cc

Fusio-entalpia

28 cal/rnol

Disolbagarritasuna %2,15 (bolume ( b a l d i n t z a normaletan) nean)

Baporizazio-entalpia

218 cal/mol

Disoziazio-energia

103,2 cal/mol

9.1.3.-

Propietate k i m i k o a k .

Hidrogenoak elektroia

hiru

eratara

g a l d u z edota beste e l e k t r o i

e l e k t r o i a k o n p a r t i tuz,

erreakziona

dezake,

bzi

bere

b a t b e r r e s k u r a t u z edota

berc

l o t u r a kobalente b a t osatuz.

I k ü s dezasun o r a i n b a k o i tzarer. p r o b a b i l i tatea:

Hidrogenoak terik

EZ

da

gelditzen,

bere e l e k t r o i a galtzen duenean,

+

H

osaturik,

b e s t e r i k a g c r ez daitekeena oso t e n p e r a t u r a

a l tuetara

protoia bes-

oso e z e , g o n k ~ r r a , t r a ~ t s i t o r i o k i

( d e s k z r g a e l e k t r i k o e t a k o hodietan: edota

( i z a r r e t a n ) , zerer

,

p r o t o i a eratzeko behar

den ionizazio-enercia oso hznclia b a i t d a :

Hidrcgenc.ak h i d r u r o i o i a Hke.

B a i n a honen e l e k t r o a f i n i t a t e a

elektropositiboak nizazio-energia hauek

e r a t u z ere erreakzionc. deza-

oso t x i k i a

denez

(73 kJ/mol)

oso

d i r e n metalekin b e s t e r i k ezin d u erreakzionatu (iotxjkikoekin),

berer elektroiak

h a l a n o l a a l k a l i n o eta l u r r a l k a l i n o e k i n ,

oso e r r a z eman b a i t d i tzakete.

Horela lortu-

tako konposatuak ionikoak d i r a .

Halaz ere, konposatu ionikoak ez d i r a u g a r i a k eta nahiko ezegonkorrak

gainera.

Urarekin bortizki

erreakzionatzen dute hidro-

genoa askatzer: d e l a r i k .

Hidrogenoak kobalenteak

sortyz.

ez-meta lek i n

ere

erreakziona

dezake

lotura

L o t u r a hauen .eraketa terniodinarnikck i faborage-

r r i a d e k a s u gehinetan ( i k u s 9-3.taula).

S 3 . T A U L A : Z e n t a i t konpcsatuen formazio-energia askeak.

Haiaz ere, hienetan,

(kontrol

erre.akzio hcuek oso mantsoak

zinetikoa)

hidrogenoaren

H-H

izaten d i r a ge-

lotura

oso

sendca

lotura hori € t e n

cielako eta h a u puskctzea oso z a i l a b a i t da.

Baina

ondoren

zenbait kac.utar leher-

e r r e a k z i o a oso a z k a r r a b i h u r t z e n

da,

garria izanik.

Honela,

fluorcak

oso b o r t i z k i erreakzionatzen d u h i d r o c c -

noarekin g i r o tenperaturara. egonkorra enrrgia

da

haina

i lunpean,

baina

H2 + F

', +

rahasteak

h a r t z e n b a d u edota

t z a i l e b a t e n a u r r e a n badago,

H,

Hidrogeno eta k l o r o z osatutako nahastea

C12

Pt,

C12

moleküla

pcaskatzeko

Pd edo Ni brzalakc; k a t a l i s o -

erreakzioa b a t b a t e a n gertatzen d a .

-

(HF)2

b H R = -128,8

2HCI

A

HR = -44

Kcal

Kcal

Hidrogenoak a f i n i t a t e h a n d i a d u oxigenoarekiko ere,

bai-

na e r r e a k z i o h a u aL:rrera eramateko k a t a l i s a t z a i l e b a t b t h ~ rda ( p l a tinozko b e l a k i a ) .

2H2 + O2

Oso

-

2H20

izaera

e r r e d u z i t z a i lea

b H R = -127,6

duenez,

Kcal

metal

puruak

eta

h ü ~ i e neta hidrogenoaren h a r t e k o k o n b i n a z i o a k lortzeko e r a b i l tzen da.

Sufre, ten d i t u ,

n i trogeno eta artsenikciaren oxidoak e r r e d u z i t u egi-

ez-rnetalak

askatuz.

Hauxe b e r a gertatzen d a k o b r e eta be-

r u n oxidoekin

( I k u s 9.3. i r u d i a ) .

B u r d i n a eta bere aritzeko cxidcetan

e r r e z k z i o i t z u l g a r r i a k i k u s t e ~c l i r o .

9.3.Irudia:

kobre (11) oxidoaren e r r e d u k z i o a hidrogenoaren bidez.

E r a berear;, tzer

hidrcgenoa erreakzio organi k o askotan e r a b i l

d a erreduzitzaile bezala,

Pt,

P d edo Ni k a t a i i s a t z a i l e t z a t e r a b i -

liz.

9.1.4.-

Erabi lkuntza.

L ~ h r : n globoak egm

g a r r a ~ t z i handia

du

piizteko

e r a b i l tzen

industrian.

zen

hidrogenoa.

Arnoniakoarer

dtntesian

Gaur

(%42)

e t a p e t r o l i o a r e n e r r e f i n a t z e a n ( z 3 8 ) e r a b i l tzer. d e e r d i e s t e n den h i d r ? geno

gehiena.

gastatzen

Beste %2O-a,

d a b a t e z ere.

rnetalurgian eta

E t o r k izunean,

eta

elikagaier

niairanketan

h i d r o g e n o a r e n e r a b i lpen-

-eremua z a b a l tzen a r i denez ( e r a b i l p e n z e r o e s p a z i a l a k ) honen e s k a r i a h a n d i tzen joango d e l a ~ r g dago. i eta,

Bestalde, p e t r o l i o a r e n e s k a r i a d e l a

h i d r c ~ e n c ~ apre n t s a 9enezake g u r e e t o r k i z u n e r a k o e r r e c a i e n o i n a -

rri b e z a l a .

9.2.-

NITROGENOA.

D.Rutherford-i kundea.

(1772)

leporatzen zaio nitrocenoaren e u r k i -

Elementu honen n i trogeno izena %itronii

( g a t z u a ) hi tz greko-

t i k d z t o r ; n i trcgenoa h o r r e n o s a g a i b a t b a i t d c . d e i t u z i o (a-zon,

PA

Sisterne p e r i o d i k o k o batera,

Lavoisier-ek

"azoe"

b i z i r i k g a b e ) , h a r n a s k e t a r a k o b a l i o ez d u e l a k o .

fosforoak,

artserikoak,

t a l d e k o elernentu b a t d a .

antirnonioak

eta

bismutoak

Honek i n osatzen

dute taldea.

Nabiz eta

t a l d e k o elernentu g u z t i e n k a n p o k c k c n f i g u r a z i o 2 3 elektronikoa berdina izan ( 5 ) , diferentzia r a b a r i a dago nitrogenoa eta

bere

lotura

taldeko

kobzlenteak

ncak a l d i z , dela

beste

eta,

ezberdina

ez d u

era

d

elen;entuen dezaketen

orbitalik,

artean.

d

Hauek

balentzi

geruzan

o r b i t a l hutsak d i turte.

Ni troge-

b e r e b a l e n t z i g e r u z a n=2 d e l a k o .

Hau

n i trogeno e t a b e r e fami l i a k o e n a r t e k o j o k a e r a k i r n i k o a oso gertatzen

da

zenbait

puntutan,

aurrerago

ikusiko d u ~ u n

beza l a .

9.2.1

.- L o r b i d e a . Ni trogenoa a i r e a n a u r k i tzen d a ,

eta

g u z t i z k o mecaren %75,6-a

bolurnen t o t a l a r e n %78-a osatzen d u e l a r i k .

Mineraletan,

nitratoe-

t a n e t a g c t z a m o n i a k s t u e t a n e r e a u r k i t z e n d a (%0,0046), b a i e t a b i zidunen ehunetako albuminoide-materietan.

9.2.1/1.-

Leborategian.

Nornialki

oso nitrogeno g u t x i

harrezkoa gertatzen ez delakci. oxidaiioz

l o r daiteke.

lortzen d a laborategian be-

Halaz ere,amoniakoaren

Adibidez kobre

(a) oxido

+

edo NHq ioien

beroaren g a i n E.mo-

niakoa pasaraziz:

E r a berean,

amonio n i t r i tozko d i s o l u z i o akuoso bat bero-

tuz l o r daiteke:

Edota d i k r ~ r n e ~ t o a r eoxidazioaren n bidez:

9.2.1/2.-

Industrian.

Industriak d i s t i lazio zatikatuaz. no baxuagoa denez,

airetik

lortzen d u nitrogenoa,

a i r e likidoaren

Nitrogenoaren i r a k i t e - p c i n t u a oxigenoarena bailehenbiziko d i s t i l a t u k o duen p r o d u k t u a bera izan

go da.

9.2.2.-

Propietate f i s i k o a k .

Nitrc+genc, elernentalak ez d u k o l o r e r i k , porerik.

0,97

fusio-puntua an..

Ez d a

d u dentsitatea a i r e a r e k i k o . -210°C

da

eta i r a k i te-puntua

oso d i s o l b a g a r r i a :

l i t r o bat

ez u s a i r i k , ez za-

L i k i d c t z e k o z a i l a da. -195OC uretan,

Bere

da egurats-presioO°C-etan,

23 cm

nitrogeno disolbatzen d i r a .

9-4.taulan

nitrogenoaren zenbait konstante agertzen dirai

3

9-4. TAULA:

Nitrogenoaren konstanteak

Z zenbaki atomikoa

7

Konfigurazio elektronikoa

1s 2s p

Formula m o l e k u l a r r a

N2

'3

Isotopo egonkorrak

N :',

P i s u atomikoa

14,008

9.2.3.-

-210°C

Irakite-puntua

-195,a°C

Tenperatura k r i t i k o a

-147.5OC

Presio k r i t i k o a

33.5atm. o

390

Elektronegatibitatea

Fusio-puntua

E r r a d i o kobalentea

0.74 A

Ionizazio-potentziala

335Kcall m01

Propietate kimikoak.

Nitrogenoaren propietate k i m i k o garrantzitsuena bere geldotasuna kirnikoak.

da;

tenperatura

b a x u t a n n i t r o g e n o a k ez d u i a a k t i b o t a s u n

Honen a r r a z o i a z e r a d a ,

n i t r o g e n o elementala

k o i t z oso b o r t i t e z o s a t u r i k o m o l e k u l a dela.

Eta

N ,existitzen 2 l o t u r a h a u h a u s t e k o b e h a r den e n e r g i a oso a l t u a d a ,

AHodis=225,8

Kcal/mol

h a i n zuzen.

Hau d e l a e t a , terik

ez

du

behar d i r a .

nitrogenoak

erreakzionatzen.

erreakzionatzerakoan

,

amoniako

presioa

oso t e n p e r a t u r a

Adi b i d e z ,

oso

da.

(lOOO°C

baldintza

Ni trogenoak

erreakzionatzerakoan, bere oxido dezberdinak altuak

a l tuetara

ingurukoak),

eta

bes-

hidrogenoarek i n gogorrak

i n g u r u k o a i z a t e n d a e t a 200-etik behar

erabi li

n i trogenoak

erdiesteko,

T e n p e r a t u r a 500°C

atrn-tarainoko

ra

lotura hiru-

diatomikoen eran,

1000

oxigenoarek i n

l o r t z e k o , oso t e n p e r a t u -

presio altuak

ere behar

izaten

d i r a zenbai t k a s u t a n .

Nitrogenoa

elektronegatiboa

d i r e n metalekin konbinatzen da,

6 Li

+

N

2

denez,

oso

elektropositiboak

n i t r u r o a k emateko:

2 Li3N

giro-tenperatura

Karbonoarek i n aurrean,

ere

erreakziona

Na2 C03 + 4C + N2

Karbonoa bada,

9.2.4.-

dezake

karbona

ten

z i a n u r o b a t emanez

kaltzio

L

2 NaCN

+ 3 co t

i z a n b e h a r r e a n k a l t z i o z k o konposatu b a t baldin

zianamida

lortzen dugu,

kaltzio karburotik

prestatua

Erabilkuntza.

Ni trogenoak ez d u berez,

zuzenean,

i a i n o l a k o erabi lkun-

t z a r i k ; gauza ezaguna d a zenbait b o n b i l a t a k o atmosfera geldoa lortk o e r a b i 1 tzen dela.

E r a berean,

l a b o r a t e g i a n e r a b i l tzen d a oxigeno-

r i k gabeko e r r e a k z i o a k e g i n n a h i direnean.

Bai n a g a r r a n t z i

h a n d i a d u bere konposatuen sintesirako;

hots, amoniakoa, a z i d o n i t r i k o a , n i t r a t o eta n i t r i t o a k lortzeko.

9.3.-

AMONIAKOA.

9.3.1

.- Lorbidea. Amoniakoa

dugu,

azido

n itrikoarekin

batera,

konposatu

n i trogenatu g a r r a n t z i tsuena.

Naturan

l i b r e a u r k i t z e n den gehiena b a i anirnali bai lan-

dareen materia o r g a n i k o a r e n deskonposaketan askatzen dena da. Konb i n a t u a , mineral askotan a u r k i tzen da. dago, e u r i - u r a k

Airean oso k a n t i t a t e txikitan

berarek i n erarnaten duena ( 0 , s - 2 mg/l )

9.3.1/1.-

Laborategian.

Laborategian

e r a b i l tzen

arnoniakal baten NH3 base a h u l a ,

den

rnetodorik

arruntena,

gatz

beste base sendoago batez despla-

zatzean o i n a r r i t z e n d a , oso e r r a r askatzen b a i t da arnoniakoa b a l d i l tza h a u e t a n :

E r r e a k z i o e r a b i l iena zera d u g u :

Amoniakoa

lortzeko beste e r a e r r a r a ,

n i t r u r o ionikoen h i -

d r o l i s i a da:

(oso e r r e a k z i o b o r t i t z a )

Protei n a k eta rnz t e r i a organikoek deskonposaketa h i d r o l i t i koez arnoniakoa ematen dute:

9.3.1/2.-

Industrian.

Sintesi

zuzena

(Haber-en

prozesua)

da g a u r egungo meto-

dorik erabi liena.

Hidrogenoa eta n i trogenoa konbinatzerakoan gorre t a n

arnoniakoa lortzen da.

baldintza

E r r e a k z i o a exoterrnikoa da

go-

( 1 1 ,O1

k c a l ) eta bolurnen-gutxitze b a t gertatzen d a , o r e k a r a i r i s t e n d e l a r i k .

Arnoniakoaren hastapenaren a r a u e r a ,

lirateke. tzen

Baina

denez,

etekin

a l tuena

lortzeko,

Le

Chatelier-en

tenperatura t x i k i a k eta p r e s i o a l t u a k beharko

tenperatura

tenperatura

b a x u e t a r a erreakzioa

altuak

erabiltzea

oreka ezkerrerantz joan ez d a d i n ,

oso mantso gecta-

beharrezkoa

da.

Honela,

oso p r e s i o a l t u a k e r a b i l i beharko

dira.

Operazio-baldi ntza norrnalenrk e t a 200-1000

atrn-rako precioa d i r a .

biltzen badira,

NH

9.4.Irudia:

NH3

3-

,

500°C i n g u r u k o tenperatura

B ~ r d i n e z k ok a t a l i s a t z a i leak era-

r e n etekina h a n d i t u egiten da.

Amoniakoren l o r b i d e a Haber-en sintesiaz. a

Sintesian e r a b i l i t a k o gasak h a r dute,

r e i z k e t a erreakzio-nahastea tzen, da.

a h a l i k eta puruenak izan be-

k a t a l i s a t z a i learen pozoadura e k i d i tzeko.

Amoniakoaren be-

hoztu eta konpresioz l i k i d o t u ondoren lor-

Soberan gertatzen d i r e n hidrogeno e t a nitrogenoa erreakzio-

- g a n b a r a r a eramaten d i r a b e r r i r o .

9.3.2.-

Propietate f i s i k o a k .

Amoniakoa da

giro-tenperaturara.

gas

kolorgea,

Erraz

rningarria

l ikidotzen

da

eta

u s a i n berezikoa

konpresioz.

Uretan oso

d i s o l b a g a r r i a da : amoniakozko 1150 bolumen gaseoso uretazko bolurnen b a t e t a n disolba d a i t e k e O°C-tako nc. dentsitate baxuagoa du.

tenperaturara.

Disoluzioak urak b a i

Honela, dentsitatea

0,92

lak orainclik

da,

d i s o l u z i o s a t u r a t u k c r n e r t z i a l a r e n batezbesteko

honek %20 arnoniako p i s u t a n d a u k a l a r i k .

u r a k b a i n o hobeto d i s o l b a t z e n

k o a d i s o l b a t z a i l e i o n i z a t z a i l e a da. zio

eroaleak

eratuz.

Arnoniako

du.

elektriko

altuko

likidoaren ezaugarri tasun

disoluzioak

arnonia-

Gatz a s k o d i s o l b a t z e n d i t u , d i s o l u -

b e h a r b a d a , metal a l k a l i n o a k d i s o l b a t z e a d a , tasun

E r a berean,

Metano-

sortuz.

bereziena,

u r d i n b i z i k o eta eroal-

9-5

taulan

arnoniakoaren

z e n b a i t k o n s t a n t e ernaten d i r a .

9-5.TAULA:

Amoniakoaren z e n b a i t konstante

Urtze-puntua

-77OC

Presio k r i t i k o a

111 atm.

Irakite-puntua

-33OC

Dentsitatea

0,72 g / l

Tenperatura k r i t i k o a

133OC

Baporizazjo-beroa

5,6 kcal/mol

L i k i d o t z e k o duen e r r a z t a s u n a ,

disolbatzaile-jokaera,

bere

sol u k o r t a s u n a u r e t a n e t a beste zenbai t p r o p i e t a t e , arnoniako-rnolekularen egi t u r a rnolekula

kontutan

sp3

harturik

hibridazio-kasu

e r r a z e s p l i k a d a i tezke. tipiko

bat

da.

Arnoniakoaren

Nitrogeno-atornoaren

o r b i t a l a k h o n e l a a d i e r a z d a i tezke:

Bere

irudikapen

9.5.Irudia:

e s p a z i a l a 9 . 5 . i r u d i a n a g e r t z e n dena d a .

Nitrogenoaren i r u d i k a p e n e s p a z i a l a

Beraz, egitura

amoniakoaren molekula

piramidalez

aske b a t d u e l a r i k

irudika

daiteke,

(9.6.irudia).

oinarri triangeluarra

goi-erpinean

Bikote h a u da,

duen

bikote elektroniko

h a i n zuzen,

moleku-

l a r ¡ e z a u g a r r i p o l a r r a ematen d i o n a e t a a z k e n b a t e z lehen a i p a t u r i k o propietateak azaltzen dituena.

9.6.Irudia:

Amoniako-molekularen i r u d i k a p e n espaziala; N i trogenoaren a l t u e r a o i g a r r i a r e k i k o 0,360 A da. N-H d i s t a n t z i a : 1,016 A. H-H d i s t a n t z i a : 1,645 A. Angelua c~ = 109".

Amoniakoak e t a u r a k d u t e n j o k a e r a b e r d i n t s u a , beren e g i tura diren

elektronikoen

berdintasunean

elkarketa-fenornenoak

,

datza.

Bi

molekuletan

gertatzen

h i d r a t o e t a amoniakatoen e r a k e t a ,

t e e l e k t r o n i k o a s k e a k d a u d e l a k o ematen d i r a .

biko-

B i k a s u e t a n hidrogenoa

elementu e l e k t r o p o s i t i b o b e r d i n e z o r d e z k a d a i t e k e .

Amoniako sun k i m i k o a du,

likidoak

k=10-'

Q-'

u r a k d u e n m a i l a b e r d i n e k o eroankorta-

-',

cm

ionizatzeari

l e p o r a t z e n zaiona

9.3.3.-

Propietate kirnikoak.

Arnoniakoaren

erreakzio kirniko gehienak ondoko h i r u ata-

letan bana d a i tezke:

a ) Adizio-erreakzioak

n i trogeno-atornoak

dela kausa ematen d i r a .

duen b i kote elektroniko askea

Bikote h o r i ,

o r b i t a l h u t s b a t duen beste

ioi edo rnolekula b a t e k i n k o n p a r t i t u b a i t dezake,

l o t u r a kobalente

k o o r d i n a t u b a t eratuz.

Talde honen b a r r u a n , amoniakoak eratzen d i tuen konposat u konplexu rnetalikoak ere a i p a g a r r i a k d i r a .

b ) Ordezkapen-erreakziotan, gehiago

molekula

amiduroak,

arnoniako-rnolekularen

erreakzionatzailearen

n i t r u r o a k edo arnidak

lortuz

atornoz

hidrogeno b a t ordezkatzen

edo

dira,

c ) Amoniakoa n a h i k o e r r a z o x i d a daiteke,

fenperatura a l t u e t a r a batez

ere, a k t i b i t a t e g u t x i k o metalen oxidoak e r r e d u z i t u d i t z a k e l a r i k .

Katalisatzaile

egokiak

erabiliz

o x i d o ezberdinak

lortzen

dira.

Amoniakoa b a i C12, k i n ere o x i d a d a i teke, tan,

b a i F203, MnO edo CrO konposatue2 3 n i trogenoa askatuz. E r r e a k z i o g u z t i haue-

n i trogenoak-amoniakoan

duen

-3

oxidazio-zenbak i t i k

0,

+1,

+2, +3, +4 edo +S z e n b a k i t a r a pasa daiteke, kasuen arabera. 9.3.4.-

Erabilkuntza.

Amoniakoak, n itrikoa,

apl ikazio

ugariak

ditu.

Ongarriak,

p o l imeroak, zuntz sintet ikoak, p e t r o l i o - i n d u s t r i a ,

azido

koloratzai

leak , papeca , koheteen e r r e k a r i a eta beste gauza askotako abiapuntu edo b i t a r t e k o p r o d u k t u a da.

9.4.-

AZIDO NITRIKOA.

9.4.1.-

Lorbidea.

N a t u r a n ez da askean'.

lehengaia. gehien b a t , rik.

i a a z i d o n i t r i k o r i k e x i s t i t z e n bere egoera

Denbora luzez Chi le-ko Gaur egun,

nitratoa

i z a n zen azido nitrikoaren

honen e s k a r i p d e l a eta sintesiaz

lortzen da

rnetodo h o r i i a l a b o r a t e g i a n b e s t e r i k a p l i k a t z e n ez dels-

.- L a b o r a t e g i a n .

9.4.1/1

Nitrato bat tatuz

berotan,

HN03

(NaNO gehienetan) a z i d o s u l f u r i k o a r e k i n t r a 3 l u r r u n a k desplazatzen d i r a , eta hauek hoztuz

azido n i t r i k o a l o r daiteke.

NaN03 + H2504

9.4.1/2.-

(kontz)

NaHS04 + HN03t

Industrian.

Gaur katalitikoaz platinozko dira.

-

egungo azido n i t r i k o gehiena arnoniakoaren o x i d a z i o

lortzen sare

da

mehe

Erreakzioan

(Ostwald-en batetatik

askatutako

tenperatura horretan.

prozesua)

oxigenoa

beroak

L o r t u t a k o NO-a

eta

800°C-tara

berotutako

arnoniakoa

pasarazten

jarraikiro

rnantentzen

hoztu ondoren,

du

bere

eta oxigenoaren

soberaren a u r r e a n , NO - r a oxidatzen da, zein u r beroaren a u r r e a n 2 desproportzionatu e g i t e n b a i t da, HNO eta NO ernanik. HNO -a d i s t i -

3

3

ur beroa

rteera

katalisatzailea

amoniako g a s a

azido n i t r i k o

fognazioa

9.7.1rudia: lazioz

banatzen

-dorrea

HNO r e n l o r b i d e a amoniakoaren oxidazioz. 3da.

( 9.7. i r u d i a )

.

Prozesu honen h i r u etapak

beheko

hauek d i r a :

+ -5 O

2NH3 (9)

2(9)

8000C c 2N0 (g) Pt

+ 3H2O( 9 ) +

110 k c a l

2N0(g)

O2(9)

+

3N02 (9)

Azido daiteke,

(9) HN03

atmosferako

+

da

Labean

labea e r a b i l i o h i da.

irnan baten b i dagoen

bidez

ere lor

Honetarako Bir-

Prozesu honetan elektrarku

poloen artean,

tenperatura

'

n i trogenoaren

b a i n a b i d e h a u ez d a i a b a t e r e e r a b i l i a .

sortzen

dadin.

+ 12 k c a l

2N02

"2O(e) ( b e r o a ) -

n itrikoa

k l e a n d e t a Eyder-en bat

+

-

gorenari

honela s u g a r r a zabal

esker

(3.000°C),

N eta

O k o n b i n a t u egiten d i r a :

Tenperatura h u r t z e n da.

j a i sterakoan,

600°C-tara

Eta h a u u r e t a n disolbatuz,

NO delakoa NO2 bi-

kuartzozko d o r r e batzutatik

behera joaten da a z i d o n i t r i k o a emanez:

9.4.2.-

Propietate f i s i k o a k .

Azido n i t r i k o p u r u a l i k i d o gardena, g/c.c-ko

dentsi tatea

du.

Bere fusio-puntua

kolorgea da eta 1,54

-41,3"C

da,

irakitekoa

b e r r i z , 86 gradutakua.

A r g i a k deskonposatu e g i ten d u e t a ondorioz NO2-zko bapor e h o r i s k a ematen d u (soluzioak ere k o l o r e h a u h a r dezake), erreakz i o honen a r a b e r a :

Azido .sendos

da

eta

errekaria.

edozein p r o p o r t z i o t a n d i s o l b a g a r r i a b a i t d a d i s o l u z i o hauetan (NO;

da,

+

eta H ) .

Uretan e t a

alkoholetan

g u z t i z disoziatuta aurkitzrn

9.4.3.-

Propietate kirnikoak.

Azido n i t r i k o a k h i r u b i d e t i k e r r e a k z i o n a dezake:

1

.- Oso

a z i d o sendoa d a .

eleketrikoaren

Nahiz e t a egoera a n h i d r o a n egon, k o r r o n t e

eroalea da.

Propietate hau,

honela ioniza daiteke-

l a k o i n t e r p r e t a d a i teke:

Beraz, rnetalikoak

baseak

adibidez)

neutral iza eta

d i tzake

ahulagoak

(oxido

diren

eta

azidoak

ere

hidroxido desplaza

d i tzake.

2.-

Oso o x i d a t z a i l e b o r t i t z a d a . tetan

aurkitzen

denean.

%20 b a i n o k o n t z e n t r a z i o a l t u a g o b a -

Hotzean m e t a l

gehienak

oxidatzen

d i tu,

n i t r a t o a k e r a t u z e t a n i t r o g e n o o x i d o d e s b e r d i n a k ernanez.

Azido

kontzentratua

dugunean

erreduktoreago

batekin. zinka adibidez,

(%60), n i trogeno

dioxidoa

lortzen dugu:

Metal

+

t u a NH - r a

4

Azido n i t r i k o a k ez d i t u Al, l a k erasotzen, estalita

HNO d i l u i 3

e r r e d u z i tzen d a .

azidoa

aurkitzen

Cr,,

Ni e t a Co b e z a l a k o rneta-

s a r r e r a eragozten duen oxido-geruza

direlako.

Aldiz

B i ,Cu,Ag,Mg..

.

batez

bezalako erre-

d u k z i o - p o t e n t z i a l a p o s i t i b o a d u t e n rnetalak e r r a z d i s o l b a t z e n d i t u . Metal

nobleak

(Au,Pt,lr,Ta)

ez. d i r a

ez

azido

n i t r i k o ez

azido

k l o r h i d r i k o k o n t z e n t r a t u a n disolbatzen b a i n a b a i b i e n arteko nap r o p o r t z i o t a n ) Nahaste honi aqua r e g i a deri-

haste b a t e t a n ( 3 : l tzo.

Honetan,

azido

nitrikoak,

oso

o x i d a t z a i lea

denez,

metala

oxidatzen d u u r r e a adibidez Au3+ egoerara,eta Au3+ eta CIartean

konplexu

bat

osatzen

d a erredox

erreakzioa

ioien

eskubirantz

desplazatzen d e l a r i k .

+

Au

3.-

Azido

-

+

+ ~CI-+

NO;

+ NO + H20

4H30 -3[.4u~14]-

aqua r e g i a

n itrikoak

konposatu o r g a n i k o e k i n

E r r e a k z i o hauek

bi

molalakoak

dira,

ere erreakziona

bietan

ura

dezake.

gattten

dela-

rik.

n itro

Kasu

batean,

taldeaz

(-NO2)

noarekin

gertatzen

molekula

organikoaren

ordezkatzen d i r a . den

erreakzioa

hidrogeno-atomoak

Adibide ezagunena tolue-

da,

trinitrotoluenc,

edo TNT

lehergai 1 u a ernanez:

Beste ordezkatzen

kasutan, dira.

hidroxilo

Adibide

r r e a k z i o a a i p e daiteke,

gisa,

taldeak

nitrato

taldez

(-NO3)

g l i z e r i n a r e k i n gertatzen den e-

n i t r o g l i z e r i n a ematen duena.

( Z e i n m a t e r i a l porotsu batez a d s o r b i t u r i k denean dinamita bait da).

CH20H

I

CHOH

CHZNO3

+ 3HN03 V

+ 3H20

1

l

9.4.4.-

I

CHN03

E r a b i lkuntza.

Koloratzai l e eta lehergaien i n d u s t r i a n e r a b i l tzen da azido n i t r i k o a . Ongarri sintetikoetan ere b a d u g a r r a n t z i r i k , droga, perfume eta beste zenbait a p l ikaziotan b e z a l a .

10, - OXIGENOA; SUFREA E T A BERAUER KONPOSATUAK ,

10.1.-

0XIGEh:OA.

10.2.-

SUFREA.

10.3.-

SUFRE D I O X I D O A .

10.4.-

A Z l D O SULFURIKOA.

10.1

.- OXIGENOA.

C . W .Scheele urtean, eta

i z a r zen oxigenoa a u r k i t u zuen

eta

"Feuerlugt"

beste zenbai t

ikerkuntzak

(suaren airea)

1777.urte

baten

deitu

konposatu k i s k a l tzerakoan arte

1774.urtean J.Priestley-k dartsu

l e h e n e n ~ op e r t s o n a 1773.

ez

ziren

k u n t z a b a i e z t a t u zuen,

publikatuak

a c r k i t u zuen,

b i d e z b e r o t u ondoren

zion. lortu

MnOL, zuen.

Ca(N03)2

Baina bere

izan eta

bitartez,

m e r k u r i o (11) o x i d o a lupe

(10. l. l r u d i a ) L a v o i s i e r - e k

in

aurki-

gas b e r r i horren berezi tasun nagusiak aipa t u

z i t u e n e t a o x i g e n o izena ( a z i d o e n s o r g a i l u a ) eman z i o n .

10.1.Irudia:

Sistema betera, dea

sufreak,

.

periodikoko

selenioak,

Nahiz eta elektrcnikoa berdina larik,

P r i e s t l e y - e n oxigenoaren p r e s t a kuntza; 2 HgO- 2 Hg + 02. VIA

teluroak

taldeko

eta

bere

aldiz,

Hcnekin

taldeko

d i f e r e n t z i a n a b a r i a dage

beste elerr.entu g u z t i e n a r t e a n .

b e r e egoera n a t u r a l e a n g a s d i a t o m i k o b a t d a . guztiak,

da.

t a l d e k o elementu g u z t i e n kanpokc; kcmf i g u r a z i o 2 4 izan (S p ) b i p elektroi desa~arekatuakdituzte-

t a l d e g u z t i e t a n g e r t a t z e n den b e z a l a ,

oxigenoa

elementua

e t a p o l o n i o a k osatzen d u t e t a l -

solidoak

Oxigenoa,

T a l d e k o beste elernentu

d i r a e t a e g i t u r a k o n p l e x u z k o k o n p o s a t u be-

z a l a a u r k i t z e n d i r a gehienetan.

10.1.1.-

Lorbidea.

Naturan da

( L u r r e a ~ ) aurkitren

.

(10.2. l r u d i a ) Airearen %21 bolurnenean

den

elernenturik

ugariena

(%23 p i s u a n ) oxigenoa da.

Uretan € r e oxigenc, u g a r i a u r k i t z e n da b i d r o g e n o a r e k i n k o n b i n a t u r i k . Animal i e t a n

eta

landareetan dauden

ere a c r k i t r e n d a ,

p r o t e i n a k gantza,

rnonak,

birusak

entzimak,

eta

i a konposatu o r g a n i k o guztietan karbohidratoak

bakteriak

,

b i taminak,

barne direlarik.

hcr-

Konpctsatu

o r g a n i k o e t a n ere a r a l t z e n da.

beste guztiak potasioa rnagnesioa burdina k a lt z i o a soaioa aluminioa hidrogenoa silizioa oxigenoa l

10.2.Irudia:

10.1.1/1.-

Laborategian.

Laborategian -ren

bidezkoa da,

hienetan)

Elementuen ugaritasuna naturan.

oxigenoa

lortzeko b i d e r i k

erabiliena

beroa eta k a t a l i s a t z a i l e b ~ t e na u r r e a n

(8.3. l r u d i a ) . beroa 2KCL03 -----c 2KCI + 302 n02

KCIO

3

-

(Mn02 ge-

10.3.Irudia:

Oxigenoaren prestakuntza laborategian.

Sodio n i t r a t o a ere e r a b i l i ohi da lehengai bezala:

2NaN03

10.1.1/2.-

beroa

lndustrian. Industrialki, aire

da nak

2NaN02 + O2

i a oxigeno g u z t i a . (irakite-puntua

te-puntuak direlako.

-186OC)

oxigenoarenak Erdietsi tako

l ikidoaren d i s t i lazio zatikatuaz

Nitrogenoak

(irakite-puntua

d i s t i latzen dute ( i r a k i te-puntua

oxigenoa

-196OC)

lehenik,

-183OC)

a l tzairuzko

lortzen

eta argo-

berauen

baino

iraki-

baxuagoak

zi l indroetan

gordetzen

da 135 atrn i n g u r u k o presioan.

10.1.2.-

Propietate f i s i k o a k .

Oxigenoa gas b a t da g i r o - t e n p e r a t u r a r a -218,4'~ ere ez.

da

eta

irakite-puntua

Dentsitatea

dezakegu:

rnolekula

1,105 g/c.c

-183OC.

rnonoatornikoa

triatornikoa (03;ozono b e r a l a )

Ez

du

d u airearekiko. bezala

(O),

bere fusio-puntua

kolorerik

eta u s a i n i k

H i r u egoeratan a u r k i diatornikoa

(O2) edo

O2 molekula

d a egonkorrena eta

hirutatik

ugariena.

A H =~ 118 kcal/mol

disoziazio-energ i a a l t u a d u : 02---420

Oso

Parama2

netikoa da.

O molekularen egi t u r a e l e k t r i k o a kontsideratzen badugu: 2

bi

desaparekatu d i t u e l a

elektroi

i k u s dezakegu,

eta honek h a i n

zu-

,

molekularen paramagnet ismoa aza l tzen d i g u . 0- i o i superoxidoak 2 ere b a d u paramagnetismoa, b a i n a O2 molekula b a i n o n e u r r i txikiago 2batean, e l e k t r o i b a t besterik ez b a i t d u d e s a p a r e k a t u r i k . O2 ioi zen

peroxidoak a l d i z ez d u paramagnetismorik,

e l e k t r o i g u z t i a k apareka-

tuak d i t u e l a k o .

Ozonoa (O3) oxigenoaren egoera a l o t r o p i k o b a t da. notik

lortzen d a

Oxige-

deskarga e l e k t r i k o b a t e n bidez edota i z p i ultrarno-

reen a u r r e a n j a r t z e r a k o a n :

Extratosferan a u r k i d a i teke.

Oxigenoak

(25-30

Km a l tuera b a t e r a batez ere) ozonoa

uhin-luzera

motzeko a r g i u l tramore*

absor-

batzen b a i t d i t u eta beheko erreakzioen bidez ozonoa erdiesten da:

M ( 0 ,N ,Ar,... 2 2

0 + 0 2 + M - 0 3 + M

Ozonoaren egi t u r a

ondoko b i

n a n t z i e g i t u r a dela b a i e z t a daiteke, zera a z t e r t u ondoren

.

forma

izanik)

h o r i e n a r t e k o erreso-

lotura-angeluak

eta berauen lu-

Terrnodinarnikoki nahiko ezegonkorra da:

eta giro tenperaturara deskonposatu egi ten da, oxi geno rnolekularra,

O2 eta oxigeno atomikoa O emanik, azken honek erreakzionatzeko beste edozer aurkitzen ez badu, berarekin erreakzionatzen d u eta O 2 gehiago ematen du.

Honela, behar bada, expl ika dai teke ozonoa oxigenoa baino oxidatzai le

askoz ere hobea izatea. Erredukzio-potentzial norrna-

lak aztertzen baditugu, fenorneno hau argi frogaturik gelditzen da.

Ozonoa beraz, oxidatzaile botitzenetako bat da.

10-1.TAULA: Oxigenoaren propietate eta konstanteak Sinboloa

Ionizazio-potentziald

13,61 eV

Zenbaki atomikoa

Elektronegatibitatea

3.5 (Pauling)

Konfigurazioa

Fusio-beroa

0,053 kcal/at-g

Pisu atomikoa

Baporizaizo-beroa

0,814 kcal/at-g

Erradio atomikoa

Potentzial standarda

02/202- 0,82 V

Erradio ionikoa O Fusio-puntua

2-

Oxidazio-zenbakiak

-2, -1, -112

Kolorea

Kolorgabea Urdina (kantita-

Irakite-puntua

te handitan) Isotopo naturalak

160 (%99,8), 8 170 (%0,037) 8 18 80 (%0,204)

10.1.3.-

Propietate kimikoak.

Oxigenoari

balentzi

t r o i f a l t a zaizkionez,

-

O-

oxido

ioia

dauden b i

eratuz

elektroi

tzen direnez,

geruzako o r b i t a l a k

b i elektroi hartzeko joera h a n d i a agertzen du, 2+02(Ca Bestalde, desaparekatuak adibidez)

.

horiek elkartzutak

bai b i

osatzeko b i elek-

d i r e n b i p o r b i t a l e t a n aurki-

lotura kobalente sinple

(H20,CI20) edota lotura

b i k o i tza (C02,NO) era dezakete.

Oso

elektronegatibitate

elektropositiboak era

ditzake.

oxigenoa

eta -2 oxidazio-zenbakia

(3,5-Pauling),

elementu elektronegatiboekin loturaren

rnutur

oxigenoak oxidatzen a r i

ahula

daiteke,

den elementuaren

a l t u e r a l o r dezake.

peroxido taldea

(0-0)

era dezake.

0-0

O

eta O3 mo2 lotura nahiko

(142 k ~ / r n o l ) , 0=0 loturaren h i r u r e n a b a i n o txikiagoa (494

da

kJ/mol ) ,

aurki

Bere elektronega-

Oxigenoa bere b u r u a r e k i n ere lot daiteke. lekula 2 aparte,

oso

eratutako fotura

negatiboan

d u konposatu gehienetan.

t i b i t a t e a l t u a dela kausa, oxidazio-zenbaki

duelako

d i r e n rnetalekin O= i o i a duten oxido ionikoak erraz

Bcstalde,

kobalenteetan,

altua

eta beraz,

konposatu hauek

n a h i k o ezegonkorrak

gertatzen

dira.

Hidrogeno peroxidoa edota u r oxigenatua dugu peroxidorik ezagunena.

Laborategian ondoko erreakzioaren bidez lortzen da:

Ur oxigenatuak oxidatzai l e edo erreduzi tzai le bezala joka dezake, aurrean duen produktuaren arabera.

Oxidatzai le bezala jokatzen duenean, zera gertatzen da:

O x i d a t z a i le b o r t i tzago baten a u r r e a n e r r e d k z i t z a i le bezala jokatzen d u ,

hala nola

non p e r o x i d o i o i a o x i d a t u b a i t d a :

O l o t u r a b i k o i tzaren e n e r g i a h a n d i a denez, oso egonkorra 2 gertatzen da r n o l e k ~ l ah a u g i r o t e n p e r a t u r a r a . B a i n a beronen a k t i b a zio-energia

tzen

du,

rnetalekin

pasatuz gero,

i a elernentu g u z t i e k i n erreakziona desake.

Metal a l k a l i n o eta l u r r a l k a l i n o e k i n oso e r r a z erreakziona2+ = o x i d o ionikoak e r a t u z ( ( N ~ + ) ~ O = Mg , 0 , a d i b i d e z ) . Beste zailkiago

erreakzionatzen

du,

d i r e r , oxidoak ematen d i t u (HgO, Fe203,

Lehenengo erreakzioa

eta

partzialki

kobalenteak

...)

b o r t i z k i gertatzen den beza l a , b i g a -

r r e n a a l d i z askoz ere mantsoagoa izaten da.

Ez-metalekin o x i d o kobalenteak lortzen d i r a . ez d u i u z e n k i erreakzionatzen,

b a i n a b a i karbono,

r e k i n , e r r e a k z i o a h a s i eta gero.

Halogenoekin

s u f r e eta fosforoa

Konposatu o r g a n i k o askok e r r e k u n t z a jasaten d u oxigenoaren aurrean koa

ez

,

k a r b o n o dioxidoa eta u r a ernanez.

bada

lortzen da.

(oxigenoaren

eskaria

dela

Errekuntza erabate-

k a u s a ) karbono rnonoxidoa

Adibidez:

13 C4HI0

O 2

+

-

4C02

AH =

+ 5H20 ;

-2.220k~/rnol

(oso b a l i o a l t u a

C4H10 + - O 2 2

-

AH =

4C0 + 5H20 ;

-1088 kJ/rnol

(dexente t x i k i a g o a

Aurrean

aipatutako

oxidoek

propietate

hacek

aurkezten

d i tuzte:

a l k a l ino

Oxido

eta

l u r r a l k a l inoek

jokaera

basikoa dute,

azidoekin erreakzionatzen dutelako gatzak ernanez.

CaO + 2HCI -CaCI2

+ H20

Trantsizio-rnetalen oxidoek, a l d i z ,

b a i jokaera azidoa bai

b a s i k o a edota zenbait k a s u t a n anfoteroa ere azaltzen dute:

CuO

+ H2S04-

Cr03

+ 2KOH

AI2O3

+

CuS04 + H20

-

K2Cr04 + H20

6 H C I 1AICl3 + 3H20

(basikoa)

(azidoa)

1

(anfoteroa )

Al O + 2NaOH -2NaA102 2 3

+ H20

Nahiz eta rnetalen o x i d o gehienak a l k a l i n o eta l u r r a l k a l i n o astunenak, disolbagarriak. datza

batez

ere.

eta

Iiortizki

izan b a k a r r i k

eta trantsizio-metal

batzuk d i r a

Disolbaezintasun honen k a u s a i o i metalikoen tarnainan loi

k a r g a positibozko ioiak

ionikoak

rnetalikoak

dentsitatea

erakartzen

disoluzio-prozesua

oso

txikiak

oso h a n d i a

ditu.

guztiz

Or.dorioz, zaila

direnez,

izaten

da,

beren azalekci

-

eta

sare-energia

izaten

da.

beraz,

0-

oso a l t u a da

Adibide

gisa,

BeO,

MgO, AI2O3, Fe O oxidoen k a s u a aipe daiteke. Guzti h a u , konposatu 2 3 hauen fusio-puntu a l t u a k i k u s i z ere ondoriozta daiteke. Na O oxidoak 2 920°C d u bere fusio-puntua; MgO oxidoak, 2800°C; AI2O3 oxidoak 2030°C; 0,65

Na

eta

+,

~ g ~ + A I, ~ + ioien banan-banako

0,50

fusio-puntua

erradio

ionikoak 0,95,

o

A dira

(AI2O3 g u z t i z

ionikoa

balitz

3500°C

inguruko,

urarekin

bortizki

izango l u k e ) .

Disolbagarriak erreakzionatzen

dute,

diren

beroa

oxido

askatuz

basikoak,

eta dagozkien h i d r o x i d o a k e r a -

tu'z:

CaO + H20-

10.1.4.-

Ca(OHI2

AH =

-

65 kJ

Erabi lkuntza.

Oxigeno p u r u a , e r r e k u n t z a b o r t i z a eta a z k a r r a behar den zenbai t

fabrikakuntzetan

e r a b i l tzen d a n e c r r i h a n d i batean.

Altzai-

r u g i n t z a n oxigeno asko e r a b i l t z e n da b u r d i n f u n d i t u a k duen karbono-sobera

erretzeko.

Medikuntzan,

aeroplanotan,

meatzetan eta u r az-

p i a n a r n a s a hartzeko ere asko e r a b i 1 tzen d i r a oxigeno-ekipo bereziak.

L i k i d o eran, nautikako

untzi

boti loturik,

l e h e r g ~l iu i n d a r t s u e t a n e r a b i l tzen da.

espazialetan

errekari

bezala e r a b i l tzen

keroseno edo hidrogeno l i k i d o a r e k i n b a t e r a ,

Oxigenoa,

bestalde,

behar

da e r r e g a i adibidez.

beharrezkoa d u g u b a i

nak, b a i animaliak, b a i landareak bizitzeko.

Astro-

pertso-

10.2.-

SUFREA.

Aurrebistorian

Ezaguna

zen

sufrea,

b a i n a L a v o i s i e r izan

zen 1777 . u r t e a r elementu b e z a l a o n a r t u zuena.

10.2.1

.- L o r b i d e a . Naturan

konposatuetan.

sufre

Askaturik

era

askean bai

igeltsuaren eta a p a r - h a r r i a r e k i n

a ~ k caurki

nahasturik

eskualde bulkantsuetan aurkitzen Louisiana batzutan

eta

Texas

izeneko

aurkitzen da,

da.

daiteke,

Halaber,

estatuetan,

kaltzita

bai

M e x i k o k o g o l k o a n eta

l u r r a z p i k o g o r d a i l u handi

(CaCO ) e t a

3

anhidrita

(Caso4)

ize-

neko mehazkiekin nahastua.

Konposatuetan, aurkitzen (PbS),

da.

blenda

(FeCuS2).

metalekin

Sulfuroetarik (ZnS),

inportanteenak

zinabrioa

Sulfatoetarik,

sulfuroak

aldiz,

(HgS), p i r i t a igeltsua

eta

sulfatoak

hauexek (FeS*),

osatuz

dira:

galena

eta kalkopirita

(CaS0 .2H 0 ) 4 2

eta

baritina

(Baso4).

Hidrogenoarek in, tzen d a .

h i d r o g e n o s u l f u r o a ( H S) formatuz a u r k i 2 b u l k a n e t a t i k i r t e t z e n d i r e n gase-

Hidrokarburo-nahasteetan,

t a n eta zenbait u r n a t u r a l e t a n a u r k i daitekeen gasa da.

Organismo b i z i g u z t i e t a n e r e aur.kitzen d a s u f r e a , proteinetan sartzen b a i t da.

Sufrea e t e k i n h a n d i z a t e r a t z e k o ,

h i r u metodo daude:

A) Calcaron i metodoa.

Metodo honetan, tsuak

doren e r r e , ondoan

e s k u a l d e b u l k a n i k c ; e t a n d a u d e n l u r sufre-

a l d a p a t x o b a t e t a r p i l a t u e g i ten d i r a (10.4. i r u d i a ) , eta onsufrea e r r e k o r r a b a i t da.

dagoen

sufre erregcbea

p a t x o t i k behera abaitzen da,

E r r e t z e a n s o r t u t a k o beroak

l i k i d o t u e g i ten d u ;

l i k i d o a alda-

e t a behe a l d e a n b i l t z e n .

10.4.Irudia:

Calcaroni metodoa sufrea lortzeko.

Erreakzioak honako hauek l i r a t e k e :

beroa

S(s)

Metodo honetan sufrea g a l d u egi ten d a , soaren

forman

(SO2),

baina

ez

da

beste

anhidrido sulfuro-

erregairik

e r a b i l tzen.

Sufre l i k i d o a d i s t i l a z i o z p u r i f i k a t z e n da.

B) ~ r a k c hrnetodoa.

Estatu

Batuetako

estatuetan dago, diren da,

geruzetan.

gehiena

Louisiana

Sufre h o r i

lurpet i k

sartzen d i r a

fre-geruza

irakin

(handiena 20 cm.

dagoen t o k i r a i n o .

na gainberotuta, ez

eta

Texas-ekci

ateratzeko b a p o r i z a t u egi ten

Frasch izeneko rnetodoa e r a b i l i z (10.5.irudia).

trukidc

du,

sufre

150 metrotik 400 rnetrotaraino sakoneran hedatzen

170°C-tan

dezan-

eta

H i r u hodi zen-

i n g u r u k o diarnetrokoa)

su-

Kanpoko h o d i t i k u r a sartzen d a , b a i -beraz, ur

p r e s i o h a n d i batez joan behar

honek

sufrea

l i k i d o bihurtzen

du.

10.5.Irudia:

Frach petodoa s u f r e a l o r t z e k o .

Gero,

barneko hodi t i k sufrea

likidotuta.

Horrela

i g o arazten da,

lortutako

sufre

likidoa

u r a r e n tenperaturaz b i ltegietan

batu

eta

sol idotzeri uzten da, %99,5 p u r u t a s u n a u k a n d e z a k e l a r i k .

C) Gas n a t u r a l e t i k . Gas ondorioa

naturala

da,

eta

azido s u l f h i d r i k o a

substantzia - organikoen

substantziotan ematen

du.

a t e r a daiteke.

B i e r a daude:

bata:

2H2S + O2

bestea :

2H2S + SO2

dagoen

Gas h c r i

-

2H20

deskonposaketaren

sufrearen

degradazioak

k i m i k o k i t r a t a t u z sufrea

+ 2s

-

3s + 2HO

Azido s u l f h i d r i k o t i k ateratzen den sufreak

,

beste rnetodoe-

k i n a t e r a denarekin konparatuz, ez d u i a g a r r a n t z i r i k .

10.2.2.-

Propietate f i s i k o a k .

Sufreak sufrea

solido b a t

forma da,

alotropiko

horia,

asko

d i tu.

Giro

sistema erronbikoan

tenperaturara

kristaltzen

dena.

Ez d a u r e t a n disolbatzen, alkoholetan z a i l k i eta a l d i z , oso ondo k a r ( C I 4 ) . 1 15,Z°C-tan

bono t e t r a k l o r u r o t a n

k i d o t u b a i n o lehen, 95,5OC-tan,

l i k i d o t u egiten da.

beste kristal-sistema

Baina l i -

batera,

sistema

rncnokl i n i k o r a h a i n zuzen, aldatzen da.

Sufrea,

bi

era

hauetan,

b a t bezala a u r k i t z e n da (S8)

8 atomo duen

molekula

zikliko

10.6.Irudia:

Sufre

l ikidoa

b a t agertzen du,

S

8

nahiko

sufre-molekula

jariakorra

d a e t a propietate b i t x i

biskosi tatea h a n d i t u egiten dela t e n ~ e r a t u r a h a r d i -

tzen den heinean (normalean gertatzen denaren a l d e r a n t z i z k o a ) .Honen kausa

zera

da:

l i k i d o t z c r a k o a n S8 molekula

d i r a eta k a t e luzeak eratzen d i r a ,

z i k l i k c a k h a u t s i egiten

b i s k o s i t a t e a handituz.Era

berean,

kolorea ere b i z i a g o t u egi t e n da ( h o r i s k a t i k g o r r i i lunera eta ondoren beltzara

pasatzen

da).

eta egoera honetan, ipini

,

bada,

190°C-tara

ez da s u f r e - t a n t a r i k

erortzen.

s u f r e p l a s t ikoa d e r i tzona

osatutako

beira.

izaten

du

biskcsitate

maximoa,

n a h i z eta s u f r e u r t u a duen o n t z i a b u r u z behera

Berotzen

Une honetan,

lortzen da,

jarraitzen

bada,

b a t batean hozten

k a t e luze desordenatuaz kateak

hausten hasten

d i r a e t a S8 molekulak osatzen, a l d i berean b i s k o s i t a t e a jaisten delarik

i r a k i te-puntu

inguruan)

arte

(44S°C).

Bapore-eran,

S8 bezala e x i s t i t z e n da,

ondoren

hasiera molekula

S2(10000C i n g u r u a n ) eta azkenik forma atomikoan,

a

S(2000°C).

250

S8' S6, S4 molekulak Kate motzak Kate luzeak Sn

170

L i k i d o normala

S8 eraztun l i b r e a k

115

K r i s t a l monoklinikoak d = 1'96 g/cm3 K r i s t a l erronbikoak d = 2.07 g/cm3

95,5

10.6.Irudia:

1

(450°C

diatomiko eran

Irakite-puntua B i s k o s i t a t e basua L i k i d o biskosoa

445

I

batean

S eraztunak 8

Sufrearen e g i t u r a r e n aldakuntza tenperaturarekin

10-2.TAULA:

Sufrearen p r o p i e t a t e e t a konstanteak.

Sinboloa

S

Elektronegatibitatea

2,5(Pauling)

Zenbaki atomikoa

16

Fusio-beroa

0,35kcal/at-g

P i s u atomikoa

32,064

~a~orizazio-beroa

Konfigurazioa

1s22s22p63s2p 4

Potentz'al

standarda

2,52Kcal/at-g

s/s2-

0.14 V

O

E r r a d i o atomikoa Erradio ionikoa

1,10 A 1.84 A

Kolorea.

Fusio-puntua

115,34OC

Irakite-puntua

444, 60°C

Isotopo n a t u r a l ugarienak

Ionizazio-potentziala

10.35 eV

10.2.3.-

;+4; +6 -2 ,,+2

Oxidazio-zenbakia

O

s2-

Horia 32 (%98,9 S,,

S::

(%0,54

P r m i e t a t e kimikoak.

Sufre-a tomoaren e g i t u r a e l e k t r o n i k o a z e r a d a : 1s2 2s2 2p

6

3p6 3s2 3p4 3d0.

Balentzi p e l e k t r o i b a t edota

geruzean E

d

orbitala

hutsik

duenez,

atomoaren

e l e k t r o i b a t g o r a p a s a d a i t e k e , 2,4 edo 6 e l e k

troi desaparekatu ukan dezakeelarik,

2,4

edo 6 l o t u r a k o b a l e n t e e r a -

tzeko g a i d i r e n a k .

Bestalde,

eta

atomoa

n a h i k o h a n d i a denez,

du balentzi geruza b o r t i z k i erakartzen,

nukleoak

ez

beraz elektronegatibi tate t x i -

k i a aurkeztuko d u (2,5).

Ondorioz,

rena b a i n o t x i k i a g o a da,

b e r a z , - s u f r e a r e n k o n p o s a t u a k ez d i r a o x i g z

n o a r e n a k beza i n e g o n k o r r a k

s u f r e a r e n lotura-.energia o x i g e n o a

.

B a l e n t z i a k o p o r b i t a l a k osatzeko b i e l e k t r o i f a l t a z a i z k i o nez, ra

sufreak s u l f u r o ioiak ( O = ) . Beraz,

b a i n a ez hauek

S= e r r a z k i e r a t z e n d i t u , o x i d o i o i e n antze-

s u l f u r o metal i k o a k o x i d o metal i k o e n antzekoak bezain ionikoak

dira,

e t a b a t e z e r e askoz e r e base k a s k a -

r r a g o a k S= i o i a O= i o i a b a i n o b a s e a h u l a g o a b a i t d a .

Atomoaren tamainarek i n zerikusia duen propietate bat zera da, S-S lotura sinplearen energia (264 k ~ / m o l ) S=S lotura bikoitzaren

.

erdiarena baino dexente handiagoa dela (431 k ~ / m o l ) Ondorioz, enget i k o k i faboragarriagoa gertatzen da S-S b i

lotura sinpleen eraketa

S=S l o t u r a bikoi.tzarena baino.

Guzti

hau

bat bezala agertzen,

dela S

8

eta,

sufrea

bezala baino,

plez e l k a r t u r i k eta eraztun ez-launak daiteke.

ez

dela rnolekula

diatorniko

8 atorno horiek S-S lotura sinosatuz,

Era berean, S-S loturaz eta S-S-S.

a r g i e x p l i k a t u r i k gera

Katez osaturiko konposatu

n a h i k o egonkorren existentzia baiezta daiteke (polisulfuroak eta bio-anioiak)

. Sufrearen 5-5

O2

lotura puskatzeko behar den ak t i bazio-ener-

N elementuena baino dexente t x i k i a g o a denez, sufreak 2 oxigenoak eta n i trogenoak baino errazago erreakzionatuko du elemen-

gia

eta

t u askorekin

(ikuspegi zinetikotik

behintzat).

r e k i n (halogenoak, karbonoa fosforoa,

...)

Honela, ez-metal asko-

eta ¡a metal guztiekin

(y

t a l nobleak e z i k ) erreakzionatzen du zuzenki.

Sufrearen tzen d i r a eskernatikok i

erabilpen

garrantzitsuenak

10.7.irudian

.

bolbora kaloratzaileak zoiorro-hil tzailedi

10.7.Irudia:

Sufrearen erabilpen garrantzitsuenak.

ager-

Sufrea bereziki

portantzia eta bai

anhidrido

handirik;

halaz

bulkanizatze-prozesuan

,

sulfurosoaren

(eta h a u azido sulfurikoa

karearekin

(CaO)

eta

g u z t i z ere,

e r a b i l tzen

nahastuta.

it u r r i t z a t

lortzeko).

da;

e r a b i l tzen

Horrez g a i n ,

da

ez d u i n -

bolboraren fabrikazioan zornorro-hi t z a i l e t z a t

Poxpoloek

ere

sufrea

ere

dararnate,

fosforoarekin konbinatuta.

10.3.-

10.3.1

SUFRE DIOXIDOA.

.- L o r b i d e a . N a t u r a n ez d a i a a u r k i t z e n ,

b o l k a n e t a n e t a h i r i satsutue-

tan salbu.

10.3.1/1.-

Laborategian.

Laborategian e r r e a k z i o a da.

SO2 e r d i e s t e k o b i d e r i k e r r a z e n a ,

S u l f i t o edo b i s u l f i t o b a t e t a z a b i a t u r i k ,

soa ( a h u l a ) a z i d o sendo e z - o x i d a t z a i l e

azido-base

azido sulfuro-

b a t e z (HCI ,H2S04 d i l u i t u a , . .

.)

desplazaturik gelditzen da:

10.3.1/2.-

Industrian.

Industrialki, b i a k oxidatze-prozesutan

Bata,

sufre dioxidoa

lortzeko b i

oinarritzen dira.

s u f r e a r e n o x i d a z i o zuzena d a :

b i d e daude,

eta

Bestea,sulfuro metalikoen o x i d a z i o a (FeS2,ZnS,CuS,PbS,

B i oxidatzeok

labeetan egiten d i r a ,

n o a r e k i n eta 700-800°C-tako

Bestalde, nek konbustioz

10.3.2.-

SO

2

...)

a i r e a n dagoen oxige-

ten~eraturan.

petroliogintzan

H 2S asko berreskuratzen da, zei-

ematen b a i t du.

Propietate fisi-.

Sufre dioxidoa sufrearen o x i d o r i k egonkorrena eta garrantzitsuena uretan

da

oso

-lO°C-takoa

( A G =~

-300

kJ/mol).

disolbagarria. delako.

Erraz

-75OC-tan

Gasa likido

izozten d a

da,

kolorgea eta

daiteke, solido

bere txuri

toxikoa,

fusio-puntua baten

itxura

h a r t u z . Gasaren dentsi tatea a i r e a r e n a b a i n o b i b i d e r handiagoa da.

Hauetako zenbait

propietatek

zera

adierazten dute;

sufre

d i o x i d o a Van der W,aals-en i n d a r ahulez l o t u r i k o molekula t x i k i z osat u t a k o s u b s t a n t z i a molekular b a t dela.

Nahiz eta SO2 molekul-a ondoko b i formen arteko erresonal tzi

hibrjdo bat

dela

suposatu,

egitura

h a u ez

da guztiz zehatza,

zenbait p r o p i e t a t e ezin b a i t d i r a e g i t u r a hauen bidez j u s t i f i k a t u .

10.3.3.-

Propietate k i m i k o a k .

Sufreak konposatu honefan +4 oxidazio-zenbak i a du.Beraz, sufre dioxidoak izango du.

bai

oxidatzaile bai

erreduzitzaile

bezala jokatzerik

S 0 -ak b a i o x i d a t z a i l e b a i e r r e d u z i t z a i l e bezala jokatzeko 2 duen joera 1 7 ~ r i dela e t a , ber-e b u r u a r e k i n erreakziona dezake, molekula

batzcih

erreduzitzen

direla

besteak

oxidatzen

diren

bitartean.

Prozesu h o r i I dismutazioa d e r i tzo:

Di-miitaz loa, oxidatze- eta erreduzi tze-

b i erreakzioerdi t a n

bana d a i teke:

eta

SO2 Alde b a t e t i k ,

konposatuak

azidoen

bere d i s o l u z i o akuosoak

ezaugarriak

ere

agertzen

di tu.

(H2S03 konposatu h i p o t e t i k o a k )

p r o p i e t a t e azidoak agertzen d i t u :

Eta bestalde,

d i s o l u z i o b a s i k o e k i n erreakzionatzen du:

E r r e a k z i o askotan e r r e d u z i t z a i l e bezala jokatzen du.

S02 ( g ) S02 ( 9 )

+

+

-

O2 ( g )

C12 ( 9 )

-

s03

Hala

(9)

S02 CI2 ( 9 )

K a t i o i a o x i d a t z a i l e a k ere e r r e d u z i ditzake.

E r a berean, a n i o i o x i d a t z a i l e a ere erreduzitzen d i t u :

O x i d a t z a i l e . bezala duen joera aipatzerakoan, dazio a i p a t u b e h a r d a b e r e z i k i , -biltegiak

H S-ren oxi2 honela eskualde bolkatsuetan sufre-

e x p l i k a daitezkelako, b a i H S eta b a i SO tmlkanetatik ate2 2

r a t z e n d i r e n gasak b a i t d i r a .

Oso

e r r e d u z i t z a i leak

diren

espezien

bezala e r e j o k a dezake:

so2 +

2 CO-S

+ 2 C02

aurrean

oxidatzaile

eta erreakzioak j a r r a i t z e n badu:

Azido denez,

sulfurosoa,

H2S03,

bere e x i s t e n t z i a zalantzan

zera da:

50:-

oraindik

jartzen

da.

isolatzerik Baina

ezin

izan

ukaezina dena

i o i s u l f i t o a eta HSO- h i d r o s u l f i t o a b a i e x i s t i t z e n d i r e 3

la.

10.3.4.-

Erabi lkuntza.

Sufre d i o x i d o gehiena,

dena ez esatearren,

azido s u l f u r i -

koaren f a b r i k a z i o a n e r a b i l t z e n da.

10.4.-

AZlDO SULFURIKOA.

Erdi

Aroan f a b r i k a t z e n hasi

zen ,su1 f a t a

ferroso

(FeS04,

7H 0) eta beste antzeko sulfatoetat i k , "Bitriolo-ol io" izena ernan z i 2 tzaion h a s i e r a batean, b u r d i n b i t r i o l o (FeS04.7H20) delako substant z i a r e n bidez lortzen b a i t zen b e r e z i k i .

Azido

honen

garrantzia

adierazteko

nahikoa

d a t u hau: munduko produkzioa 1963 e t i k 1972 e r a 56.730.000 93.300.000

10.4.1.-

ondoko

tonatatik

t o n a t a r a pasatu da.

Lorbidea.

Azido s u l f u r i k o a r e n l o r k u n t z a n h i r u .etapa

.- SO2- r e n

1

da

bereiz daitezke:

lorpena.

2.-

SO -ren oxidazioa, SO3-ra. 2

3.-

SO

e t a H O-ren a r t e k o erreakzioa HsS04 erdiesteko SO -ren 3 2 2 dazioa d a e t a p a r i k g a r r a n t z i tsuena.

oxi-

l k u s daitekeenez, ragarria rnantsoa ko,

da. dela

Baina

erreakzioa

konturatzen

giro-tenperaturara

gara.

Beraz,

t e n p e r a t u r a h a n d i t u beharko da,

etekin gutxiagoa

liz,

etapa h a u terrnodinamikoki

lortu.

guztiz fabo-

egi terakoan oso

erreakzio-abiadura

handitze-

n a h i z eta honela, behar bada,

E r a berean, k a t a l i s a t z a i l e apropos bat erabi-

a b i a d u r a h a n d i t u e g i n daiteke.

Gaur

egun b i

metodo i n d u s t r i a l

daude

H2S04 erdiesteko,

eta b i metodo hauen a r t e k o desberdintasun g a r r a n t z i tsuena erabi litako k a t a l i s a t z a i lean datza.

A ) "Berun-ganbara"

metodoa.

Metodo h a u a z i d o s u l f u r i k o a i n d u s t r i a l k i lortzeko lehendab i z i k o a i z a n zen (XVl l l .rnendeakoa,

Inglaterran).

10.8. i r u d i a n prozesu guzt i a eskernat i k o k i agertzen da.

( I)

Lehenengo etapan na,

hauts-kentzaileetatik

sartzen

.

sufre dioxidoa,

pasarazten

da,

labeetatik datorre-

eta

Glover-en

dorrera

l

Bigarrenean ( I I ) da,

berun-ganbaretatik

do nahasteekin, kin.

Horrela,

kin

erarnaten

ga in e r a

,

Glover-en dorrean dioxidoa hoztu egiten

d a t o r r e n a z i d o s u l f u r i k o eta n i trogeno o x i

e t a Gay-Lussac-en

sufre dioxidoak ditu,

azido

d o r r e t i k datorren "nitrosa"re-

n i trogenoaren oxido guztiak berare-

sulfurikoa

hutsa

utziz,

oso trinkotua

. Hirugarren

etapan

( I I I ) , berun-ganbaretan

izaten d i r a ) Glover-en dorret i k d a t o r r e n gas-nahasteak zido n i t r i k o z k o nahaste b a t e k i n erreakzionatzen du:

(hiruzpalau u r a gehi a-

p~ ~

txiainia

10.8.Irudia:

(HNO -ak

3

"Berun-ganbara" r e n lorpena.

izeneko metodoaren bidezko azido s u l f u r i k o a -

k a t a l i s a t z a i l e bezala p a r t e hartzen d u ) .

Azidoa e t a k o n p o s a t u n i trosozko n a h a s t e a Blover-en d o r r e r a eramaten d i r a ,

s u f r e d i o x i d o a k 'bana d i tzan.

Laugarren etapan ( I V ) ganbaretatik zionatu tan,

g a b e k o g a s a k Gay-Lussac-en

Glover-en

dorretik

l o r t z e n den H SO - a r e n

k i n ukipenean jartzen da, tzan.

Azido

h a u konposatu

2

4

Ber-

p a r t e b a t gasare-

azido s u l f u r i k o a k baporeak disolba d i nitrosoekin

(nitrosa

tea),

Flover-en

rren

nahastearen kasuan bezala,

dorrera birreramaten da,

soak

e t a a z i d o s u l f u r i k o a b a n a d a i tezen,

eraginaren kausaz.

irtetzen diren erreak-

d o r r e r a eramaten d i r a .

d e i t u r i k o nahas-

berun-ganbaretatik

dato-

dorre horretan konposatu nitroa n h i d r i d o sulfurosoaren

Metodo h a u n a h i k o n a h a s p i l a t u a da, eta. desabantaila asko den

ditu:

garestia

azidoa

ez

da

da,

gehienbat

purua,

instalazioetan,

artseniko,

berun,

gainera

lortzen

selenio eta

sulfuro

ugari bait ditu.

6) W k ipen" lzeneko metodoa

.

Metodo h a u mende honen hasieran e r a b i l i zen lehendabizikoz,

g a u r egun lortzen den azido s u l f u r i k o r i k gehiena metodo ho-

netaz lortzen da (10.9.irudia). (airea) 01+N1 so, +N, + % ( a i r e a )

labea

10.9.Irudia:

urezko-hoztea

ganbara

urezko2 -hoztea

H2S0,, X98,5

oso p u r i f i k a t u a egon behar d u k a t a l isa-

tzailea poZoin ez dadin,

oso garestia b a i t da.

aire-nahastea

k a t a l i s a t z a i le-ganbaran

izan ondoren.

Hemen erreakzio h a u gertatzen da:

Gero,

ganbara

Azido sulfurikoaren lorpena "ukipenw izeneko metodoaz.

Sufre dioxidoak

sufre trioxidoa

oleum deritzona formatuz,

II

ro,+rq + w,+o,

sartzen

Sufre dioxidoa eta da

biak

ikuziak

azido s u l f u r i k o a r e k i n nahasten da,

gehienbat azido p i s o r u l f u r i k o a d e l a r i k .

Azido

pirosulfurikoak

u r a r e k i n nahastuta

oso p u r u a den

azido s u l f u r i k o a ematen du:

Erreakzionatu

gabeko gasak

tximinian

gora

joaten

dira.

( a i r e a r e n nitrogenoa a d i b i d e z ) .

10.4.2.-

Propietate f i s i k o a k .

Azido

sulfuriko

Durua,

oliotsua eta n a h i k o dentsoa da da.

Irakitekoa,

290°C.

likido

kolorgabea,

usaingabea,

3

(1,84 g/cm ).Bere fusio-puntua

H 2 SO4-ren

lurrinak

SO3 eta

10,3°C

H20 molekulak

izaten d i t u .

Uretan n a h a s k o r r a da edozein proportziotan.

Prozesu hone

t a n bero asko askatzen denez, k o n t u h a n d i z p r e s t a t u behar den disoluzioa da hau.

10.4.3.-

Propietate k i m i k o a k .

Azido berezi

hauen

sulfurikoaren

ondorioz

gertatzen

propietate

kimikoak

d i r a : a z i d o sendoa

hiru da,

ezaugarri oxidotza i le

b o r t i t z a eta d e s h i d r a t a t z a i lea.

Oso a z i d o sendoa d a lehendabiziko disoziazioan:

B a i n a bere b i g a r r e n disoziazioan, b i s u l f a t o i o i a r e n a h a i n zuzen,

ez c i t ~ h a i n a z i d o sendo bezala jokatzen.

Beraz,

azido

sendoen

e r r e a k z i o t i p i k o guzt i a k

aurkezten

ditu:

eta a l k a l i soberarekin:

Azidoa dira,

g u z t i z n e u t r a l tzen denean sulfatoak

partzialki

baina

neutraltzen

denean,

sulfato

2(SO ) 4 azidoak

lortzen (HSO~)

erdiesten d i r a .

Azido goa

denez,

sulfurikoaren

hauek

irakite-puntua

lortzeko e r a b i l t z e n

da.

besteena b a i n o altua-

Honela gatz

b a t eransten

zaionean eta berotzen denean s u l f u r i k o a r e n i r a k i te-tenperatura

baino

baxuagoa b a t e r a gatzaren a r i d o a xahutzen da, hegaskorra delako.

norrnalki H SO baino 2 4 Honela azido n i t r i k o a , k l o r h i d r i k o a eta beste zec

b a i t prestatzen d i r a .

NaC L ( a q ) + H2S04

Azido s u l f u r i k o a baino

lehen.

(+6) eta duten tzen

Honen

askatzen

metalak arabera,

sufreak

H+ protoiek

oxidatzeko duten sufrea

-

+ NaHS04

HC I

oxidatzaile bortitza

arrazoia diren

beroa

oxidazio

duen

zenbaki

esan

da orain

oxidazio-zenbaki

potentzial

g a i tasunean

dela

standard

datza.

batera

altuan

negatiboa

Honela,

baldin-

edo bestera jaitsiko

da :

a ) Azido

sulfuriko

d i l u i t u eta

hotzak

t z a i l e batek bezala jokatzen du,

+ H

beste edozein azido ez-oxidaprotoien bidez, metal erredu-

z i t z a i leak erasotuz.

b ) Azido s u l f u r i k o k o n t z e n t r a t u a eta hotza ez da oso a k t i b o a gertatzen metalen aurrean.

c) S u l f u r i k o k o n t z e n t r a t u e t a b e r o a a l d i z ,

oso o x i d a t z a i l e a

da,

eta

metal a s k o e r a s o dezake:

Ez-metal

b a t z u k e r e e r a s o d i tzake,

Metal n o b l e a k a l d i z ,

h a l a nola:

e z i n d i t z a k e eraso (Du, P t ) .

Azido s u l f u r i k o k o n t z e n t r a t u a k u r a r e k i n k o n b i n a t z e k o duen j o e r a h a n d i a d e l a e t a , beste k o n p o s a t u a k d e s h i d r a t a t z e k o e r a b i l i o h i da.

B a i n a ez d u askea dagoen u r a b a k a r r i k absorbatzen,

u r a r e n elementuak paper,

ere atera

ditzake

beste k o n p o s a t u e t a t i k .

zehazk i a g o e r r e e g i n d i tzake:

(azukrea)

da.

ez

Landareek,

da

(ikatza)

Erabi lkuntza.

Produkzioaren

fosforoa

Azukre,

a l g o d o i e t a beste z e n b a i t k o n p o s a t u o r g a n i k o g u z t i z " d e s h i d r a-

t a l g d i tzake;

10.4.4.-

b a i z i k eta

naturan,

beste

reek a d s o r b a

dezaten.

edo,

elementuren

k a l tzio

disolbagarria,

hirurena

fosfato

o n g a r r i a k e g i teko e r a b i l tzen

artean

forman

f osforoa

behar

dago gehienbat;

eta uretan disolbaturik

joan

dute,

eta

baina hau

behar du,

landa-

Fosforoa d i s o l b a g a r r i a b i h u r t z e k o , k a l t z i o fos-

fato hori azido sulfurikoz tratatzen da:

nahaste honi superfosfatoa d e r i tzo.

Beste hiruren bat produktu kimiko asko tzen da

(azido klorhidrikoa, nitrikoa,

trolioaren errefinaketan,

rnetalurgian,

dustrietan eta abar erabi ltzen da.

.

lortzeko erabil-

sulfatoak,. .) eta bestea, pepintura eta koloratzai leen in-

-

11, K I M I K A ORGANIKOAREN Z E N B A I T O I N A R R I Z K O KONTZEP

11.1

.- SARRERA.

11.2.-

K l M l K A ORGANIKOAREN H I S T O R I A LABURRA.

11.3.-

K l M l K A ORGANIKOAREN LAN-EREMUA.

11.4.-

KARBONOAREN LOTURAK.

11.5.-

MOLEKULA ORGANIKOEN A D I E R A Z P E N A .

11.6.-

ISOMERIA.

11 - 7 . -

FUNTZIO-TALDEAK.

11.8.-

KONPOSATU ORGANIKOEN NOMENKLATURA.

S E R I E HOMOLOGOAK.

SARRERA.

11.1.-

Nahiz izan,

Testamentu

dira, lak eta

eta

eta

Zaharrean

egiptiar

ezagunak prezeski

konposatu

zaharrek

zituzten.

organikoak

ardoaren

alkohola

eta

ezagunak

ozpina

aipatzen

i n d i g o eta a l i z a r i n a k o l o r a t z a i l e n a t u r a -

Kirnika

kimikaren,

aspaldidanik

organikoa

ez

da

eratu

zientziaren,

ata1 berezi eta i n p o r t a n t e e n e t a r i k o b a t beza-

l a hemeretzigarren rnendearen e r d i a l d e r a r t e .

Kimika organikoaz honela

idazten

"Kirnika

zion Wohler-ek

harrigarriz

betetako

Berzelius-i tropikoetako

produktu

oihan

birjina

o r g a n i k o a gauza

deritzat".

Def i n i z i o

g a r a i h a r t a n ezagutzen z i r e n konposatu gehie -

h a u ez da h a r r i g a r r i a , nak

1835ean:

naturalak

zirela

kontutan

nahaste konplexuetan a u r k i tzen z i r e l a ; oso z a i l a gertatzen zen.

hartzen

beraz,

b a d u g u eta

hauek

konposatuon separazioa

Honen ondorioz k i m i k a o r g a n i k o a l a n d u gabz

k o eremua zen.

Herneretzigarren iturri

bakarra

berriz, rri

organismo

mundu m i n e r a l e t i k ,

hau

dela

eta,

Kirnika ez-organikoa,

nikoa,

rnundu

guztiz

lurjota

koak

"biziaren" gelditu

erabi liaz

h a s i e r a n konposatu organikoen z i r e n ; konposatu ez-organikoak,

h i l d a k o a r e n rnundut i k ,

konposatu organikoek

berezkoa zutela esaten zen. zen:

mendearen bizidunak

zen

sintetizatu

lortzen ziren.

"bizitza-indars'

Itu-

delako

bat

Kimika b i ata1 n a g u s i t a n b a n a t u a g e l d i t u rnundu

"hilaren"

kirnika.

k i r n i k a ; eta k i m i k a orga-

"Bizitza-indar"

konposatu o r g a n i k o a k zirenean;

hau

da,

delakoaren

teoria

lehengai ez-organi-

rnundu " h i l e k ~ ' ~ lehen-

gaiak erabiliaz.

Gaur bezala

egun,

definitzen da.

k i r n i k a o r g a n i k o a karbono-konposatuen D e f i n i z i o h a u rnugatu b e h a r r a dago,

zenbai t karbono-konposatu natoak, tzago da:

karbono

bat

behar

da

ere badago,

.

zianuroak..

konposatu o r g a n i k o a k

karbono-konposatu

I a t u r a duenean.

ez-organiko

( I V ) oxidoa,

bat

organikotzat

kimika

zeren eta

h a l a nola k a r b o -

Honexegatik definitzeko,

m a r k a zehaeta h a u zera

h a r t u k o d a karbono/karbono

D e f i n i z i o honek b a d i t u ' bere mugak ere zeren eta rne-

tano

(CHq)

eta

urea

( NH2CONH2) bezalako konposatu organikoak

at

uzten b a i t d i t u , h a l a ere d e f i n i z i o onena da.

Konposatu sun

orokorra

ganikoetan

loturen

lotura

organ i k o eta ez-organi koen a r t e k o desberdintaizaeran

sortzean

datza.

Bide honetan,

atomoen

konposatu ez-or-

elektroi-kanpogeruza

elektroiak

i r a b a z i a z a l a galduz osatzen da l o t u r a i o n i k o baten bidez.

Konposatu

organikoetan,

ihardesten

da

lotura

ordea,

osaketa

kobalente b a t

hau elektroiak

eraturik.

Beheko

k o n p a r t i tzen

taulan

konposatu organi-

koak eta e z - o r g a r ~ i k o a k konparatzen d i tugu.

KONPOSATU ORGANIKOAK

KONPOSATU EZ-ORGANIKGAK

1 1

1

I

-

1

Fusio-puntu a l t u a .

1

Lotura ionikoa nagusiki Uretan disolbagarriak.

1

D i s o l b a t u r i k edo u r t u r i k daudenean korronte e l e k t r i k o a eroaten

I

11.2.-

- Fusio-puntu baxua. - Lotura kobalentea nagusiki - Uretan disolbaerinak. - Ez dute korronte e l e k t r i k o r i k garraiatzen.

KlMlKA ORGANIKOAREN HISTORIA LABURRA.

Lehenago esan

duqun

bezala

,

kimika

organikoaren

lehen

u r r a t s a k z i e n t z i a berezi g i s a a u r r e k o mendearen h a s i e r a n k o k a d i tzakegu.

Frantzian

lehendabizi,

Alemanian

gero

e t a B r e t a i n a Handian

beranduago eman z i t z a i o n h a s i e r a h i s t o r i a f r u i t u k o r netako k i m i k a r i -1889) ler

ai,pagarrienak hauek d i r a ,

eta Jean Baptiste Durnas (1800-1884)

(1800-1882)

G u t h r i e Jr.

eta Justus

(1782-1848)

Aipatu zitza-indar8I-a ran.

Liebig

bati.

Garai ho-

Michel F.Chevreul Frantzian,

(1803-1873)

(1786-

F r i e d r i c h W6h-

klernanian,

eta Sarnuel

E s t a t u Batuetan.

dugunez,

beharrezkotzat

konposatu o r g a n i k o a k sintetizatzeko "bijotzen

zuten

a u r r e k o rnendearen hasie-

Idea honen bu1t z a t z a i le sutsu;?netariko b a t J5ns Jakob Berzelius

(1779-1848)

izan

zen,

konposatu

ez-organikoei

buruzko

bere

teoria

zalantzetik mi koak

atera

Berzel i us-en

nahian.

Zenbait

p r o d u k t u n a t u r a l e n izaera k i -

teori a r e n osotasuna

hausten

zuen

,

eta

gertaera

honek b u l t z a t u zuen k i r n i k a r i a k i r n i k a o r g a n i k o kontzeptuaren sortzaile izatera. tu;

B i t a l i srnoaren teoriaren baztertzea ez zen

prozesu j a r r a i a

zuelarik.

1828.urtean

izan zen a i t z i t i k , Wohler-ek

urrats

garrantzitsu

lehen u r r a t s a Wohler-ek

ernan

urea konposatu o r g a n i k o a arnonio zia-

n u r o konposatu ez-organikotik beste

b a p a t e a n gerta-

s i n t e t i z a t u zuen.

bat

ernan

zuen

Bide b e r d i n honetan

Adolf

(1818-1884)

Kolbe-k

1845eaf1, k a r b o n o h u t s a lehengai bezala h a r t u r i k a z i d o etanoikoa s i n tetizatzean.

1860.aren handi

bat

hartu

i n g u r u a n , k i m i k a o r g a n i k o a k b i g a r r e n bu1tzada

zuen

teoria

estrukturalaren

garapenarekin.

Teoria

honek rnolekulen antolarnendu eta i t x u r a r e n idea a r g i eta zehatza ema ten

zuen.

Friedrich -1892)

Teoria

ernan

daudela

honen b i

A.Kek ulé-k zuten.

Molekulak

eta atorno b a k o i t z a k

karbono/karbono luzeak

berriz,

loturen

onartzea

Stanislao

Archibald arteko

lotura-zenbaki

existentzia posible

egin

S.Couper-ek

l o t u r e n bidez

(1831loturik

b e r d i n a duela konposatu

Honek g a r r a n t z i

Cannizzaro-k

h i p o t e s i a frogatzean.

eta

atornoen

g u z t i e t a n a d i t z e r a eman zuten.

katea

d i r a a z p i r n a r r a g a r r i ; Lehenengoa

alderdi

(1829-1899)

i z u g a r r i a i z a n zuen,

eta

hamaika

bait

zuen.

(1826-1910)

ernan

atornoz

osatutako

Bigarren alderdia, zuen

Avogadroren

Azken honek rnolekula organikoen p i s u rnolekula-

r r a k a l k u l a t z e a p o s i b l e e g i n zuen.

Gauza k u r i o s o a da rnolekulen t e o r i a e s t r u k t u r a l a k ez zuela

kontutan

hartzen

espazio

fisikoaren

h o r r e l a j a r r a i t u zen 1875.urterarte: -ek

hirudirnentsionaltasuna.

u r t e h a r t a n Jacobus V a n ' t Hoff-

(1852-191 1 ) eta Joseph-Archil le Le Bel-ek

kularen

disposizio espaziala proposatu zuten,

Hauen e r i t z i z

karbono/hidrogeno

osatzen

bere e r d i a n karbono-atornoa

dute,

Eta

lau

loturek

(1841-1930)

metano rnole-

b a k o i t z a bere a l d e t i k . tetraedro e r r e g u l a r b a t

kokatua dagoelarik.

Orain

honen g a r b i , zehatz eta zuzena i r u d i t z e n z a i g u n e g i t e h a u g a r a i h a 1

t a k o s t a b l ishment-ak

zentzu

g a b e k o t z a t h a r t u zuen.

nen g a r r a n t z i a h o n e t a n d a t z a :

A u r k i k u n t z a ho-

edozein m o l e k u l a e r r a z edo k o n p l e x u -

r e n eite f i s i k o a honela egokiago espl i k a daiteke.

Kimika organikoaren h i r u g a r r e n u r r a t s oinarrizkoa ean

hasten

da.

U r t e honetan,

kimikoa elektroi-bikote

Gilbert

N.Lewis-ek

b a t b e z a l a d e f i n i t u zuen.

(1875-1946)

1917. lotura

Nahiz eta erreakzio

o r g a n i k o z k o mota g e h i e n a k j a d a n i k e z a g u t u , e t a k o n p o s a t u organikoen s i n t e s i a edo i t x u r a l d a k e t a eguneroko g a u z a i z a n a r r e n , e r r e a k z i o a r e n n a t u r a eta ziobideak gutzea.

l o t u r e n g a r a p e n e r a k o b i d e a k ezagutzeko ( h a u d a , e r r e a k -

e z a g u t z e k o ) b e h a r r e z k o a zen

Lewis-en

teoriak

l o t u r a k irnikoaren i z a e r a eza-

p o s i b l e e g i n zuen h a u . B i d e honetan, herne-

r e t z i g a r r e n mendea m o l e k u l a o r g a n i k o e n e g i t u r a tzeari eta deszifratzeari lotu bazitzaion,

e s t a t i k o a r e n ezagu-

hogeigarrena egituren tran2

fosmazioa e s t u d i a t z e a r i l o t u zaio.

K l M 1 KA ORGAN 1 KOAREN LAN-EREMUA.

11.3.-

Kirnika alderdi ke:

organikoaren

ukitzen du,

lan-eremua

oso z a b a l a d a eta anitz

b a i n a h o n e l a e r e b i a l o r n a g u s i t a n b a n a daite-

i n d u s t r i a l o r r a eta saiakuntz alorra.

Lehenengo a l o r r a r i lotzen b a g a t z a i z k i o , ren

zati

handiena

da;

honela,

industria

adibidez,

organikoak

plastiko-,

t r o l i o eta zuntz-industria

hartzen

sendagai-,

i n d u s t r i a kirnikoaduela

elikagai-,

esan behar

pintura-,

pe-

i n d u s t r i a organikoak d i r a .

S a i a k u n t z a l o r r e a n h i r u s a i l n a g u s i a i p a daitezke.

11.3.1.-

Analisia.

Erreakzio b a t lortzen da beti. nikoaren da:

lan-eremu

kirniko

bat

aurrera

eramaten

denean

emaitza

Ernaitza honen . a z t e r k e t a i z a n g o d a k i m i k a orgabat.

Lan

analitiko

hau

l a u e t a p a t a n e g i n ohi

a)

lsolarnendua

eta

purifikazioa.

Erreakzio kirniko batean ihardetsi-

t a k o ernaitza e z p u r u a i z a t e n d a e t a konposatu-n'ahaste

b a t lortzen

d a j e n e r a l e a n . Nahaste h a u e t a t ik s u b s t a n t z i a p u r u a k l o r t z e k o k i r n i k a organikoak zenbait t e k n i k a e r a b i ltzen du, ta,

distilazioa,

b ) Ezaugarriketa eta identifikazioa. tantziaren

ezaugarriak,

harko direla:

h a l a n o l a erauzke-

k r i s t a l i z a z i o a e t a k r o r n a t o g r a f i mota d e s b e r d i n a k .

hala

Honekin zera esan n a h i da,subs-

besteez d e s b e r d i n d u k o d u t e n a k ,

nola,

errefrakzio-indizea,

fusio-

ernan be-

eta irakite-

-puntuak.

c ) E g i t u r a r e n deterrninazioa.

Honen b i d e z k o n p o s a t u a r e n atorno desber

dinen banaketa espaziala ka

espektralak

ultrarnorea,

erabiltzen

.

Azken

dira

masa-espektroa

rnagnetiko n u k l e a r r a ki

i k u s i k o da.

honek

deterrninazioari

eta

Helburu h a u lortzeko tekni-

b a t e z ere, azken

adibidez

aldi

infragorria,

honetan erresonantzia

izeneko t e k n i k a b e r r i a e r a b i l tzen d a n a g u s i -

a u r r e r a k a d a h a n d i a ernan d i o e g i t u r a o r g a n i k o e n

.

d ) E s t e r e o k i r n i k a r e n deterrninazioa.

11.3.2.-

Sintesia.

Konposatu k i r n i k o e n s i n t e s i a k

zera

suposatzen d u ,

jakineko p r o d u k t u b a t z u t a t i k eta erreakzio-sekuentzia j a r r a i t u ondoren,

beste k o n p o s a t u b a t

egi t u r a

edo -katea

( b a t z u k ) ihardestea,

bat

desiratu-

tako egitura rnclekularra lortuz.

Sintesiak Lehengoak, (rnerkatal

bi

helburu

gordetzen

a l d e r d i e s p e k u l a t i b o a dei t u dezakeguna, nahiz

teoriko)

kuntza hartzen du.

izan

natural

d i t u bere baitan. edonolako i n t e r e s

lezakeen s u b s t a n t z i a b e r r i b a t e n sor-

Bigarrena,

satu baten sintesian datza. duktu

nagusi

berriz,

jadanik

e x i s t i t z e n den konpo-

Azken honek b i jornuga

b a t sintetizatzea,

i z a n dezake: p r o -

edo lehenago s i n t e t i z a t u t a k o konpo-

s a t u b a t z u e n t z a t s i n t e s i hobe b a t a u r k i t u n a h i i z a t e a .

Anal i s i a r e n bada,

sintesiarena

helburua

aldiz,

hau

konposatu

baten

egi tura

ezagutzea

lortzeko erreakzio-sekuentzia

onena

puntuz-puntu ezagutzen eta kontrolatzen i h a r d u t e a da.

11.3.3.

-

Erreakzioen dinarnika.

Erernu xehetasunak

hau

transforrnazio

ezagutzean

o i n a r r i tzen

kimikoaren da.

garapenaren

azken

Honen he1b u r u a zera da: e-

r r e a k z i o b a t e n a b i a d u r a etapa g u z t i e t a n eta l o r t u k o d i r e n azken prod u k t u a k aldez a u r r e t i k ezagutzea da. Hau da, erreakzioaren zinetika ezagutzea da.

11.4.-

KARBONOAREN LOTURAK

Karbonoaren k o n f i g u r a z i o e l e k t r o n ikoa l s 2 Elektroiek dutela

rnaila bakoitzean a h a l i k

kontuan

izanik,

azken

orbital-kopuru

geruzaren

-

2s2;

2p

2

da.

handiena betietzen

konf i g u r a z i o

elektronikoa

honako h a u izango d a :

hots;

S,

Px, P,,,

p Z o r b i t a l e t a n e l e k t r o i desparekatuak daude;horrek,

n e u r r i batean, karbonoaren t e t r a b a l e n t z i a e s p l i k a dezake.

Orbi t a l

atomiko hauek emango l ituzketen l o t u r a k ez l i r a -

teke b a l iokideak izango, s eta p o r b i t a l a r e n a r t e k o desberdintasunak ezagunak b a i t d i r a .

Hala ere,

saiakuntzei esker b a d a k i g u karbonoa-

r e n konposatu aseek l a u l o t u r a b a l i o k i d e a g e r i d i t u z t e l a .

Paul ing-ek atorniko llpuruekw

honela azal tzen d u g e r t a e r a h o r i : l a u orbital

n a h a s t u edo h i b r i d a t u e g i n b e h a r omen dute elkarr:

k i n , denak azken i z a k e r a b e r d i n e r a i r i s t e k o .

Hibridazio hau h i r u eratan egin liteke:

a ) Hibridazio 2p

tetraedrikoa

orbi talak

3

(sp ) .

Kasu

hibridatzen d i r a ,

honetan,

2s,

2 p x 1 2py

h a r t a t i k tetraedro e r r e g u l a r baten

l a u e r p i n e t a r a zuzendutako l a u o r b i t a l b a l i o k i d e a k lortuz. lok e l k a r r e k i n osatzen duten angelua

Horrela, -atomoren

adibidez,

1s orbi talekin

eta

orbital

109°28'-koa

hibrido

Orbita-

da.

hauek

lau

hidrogeno-

l i n e a l k i k o n b i n a t u z metano-rnolekula

lor-

tuko l i t z a t e k e ( 1 l . l . i r u d i a ) .

C-C

loturak

~ o a a l e n t e garbiak

dira

jeneralean,

bertan

p a r t e h a r t z e n duten atornoak elektronegatibotasun berdinekoak izaten

bait

dute. noz

dira.

Bi eta

C-H

loturak

loturek,

modu

oso egonkorrak

hidrogenoz b a k a r r i k

berean,

dira,

oso

beraz;

polartasun horrega t i k ,

osatutako konposatu aseak

txikia karbo-

a k t i bota-

sun t x i k i k o a k d i r a k i r n i k o k i .

b ) Hibridazio trigonala lak hibridatzen dira, gatik,

h i r u orbital

e l k a r r e k i n 120'-ko kin

elkartzutik.

dituzte,

2 (sp ) .

Kasu honetan 2s,

2p z baliokide

egongo

dira

p l a n o berean

jarrita,

Horo

angelua e r a t u z , eta l a u g a r r e n o r b i t a l b a t h a i e Orbital

k o p l a n a r i o e k u (sigrna)

trigonal

ñ

loturak

eukitzen

( p i ) loturak.

h a u etilenoa

b i k o i t z e k o konposatuetan agertzen d a , nez.

orbita-

Y o r b i t a l a n a h a s t u gabe rnantenduz.

eta 2px o r b i t a l e l k a r t z u t a k

Banaketa

2px eta 2p

(etenoa)

11.2.irudiak

bezalako

lotura

adierazten duc

Lotura bikoitza dago.

*

u

l o t u r a batez eta beste

*

batez eratua

l o t u r a h o r i o l o t u r a b a i n o ahulagoa d a ; h o r r e g a t i k , hone-

tako l o t u r a duten konposatuak

l o t u r a bakunekoak b a i n o erreakti-

boagoak d i r a .

) Hibridazio diagonala karrik Y eta

hibridatzen

( s p ) . Kasu honetan 2s eta sp dira,

bi

Z ardatzen gaineko 2p

X

o r b i t a l a k ba-

o r b i t a l k o l i n e a l b a l i o k i d e sortuz eta Y

eta 2p

o r b i t a l a k a l d a t u gabe irauZ

ten dutela.

Hibridazio rakteristika

bat

diagonala

da.

lotura

11.3.irudian

h i r u k o i t z e k o konposatuen ka-

i r u d i k a t u t a k o azetilenoa horren

a d i b i d e a da.

L o t u r a h i r u k o i t z a u l o t u r a batez eta beste dago.

Honek

aurreko

konposatuetan

baino

T

batez osatua

erreakzionagarritasun

handiagoko molekula b a t .ematen du.

Espektroskopi t e k n i k a b e r r i e n bidez karbonoaren nuk leoen O

arteko distantzia

1,54 A dela i k u s i izan da l o t u r a b a k u n edo sin-

o

plean,

1,33 A l o t u r a b i k o i t z e n eta 1,247 l o t u r a h i r u k o i t z e a n .

11-1 .taulan ezaugarriak

karbonoaren

hibridazio-motak

a d i e r a z i t a datoz l a b u r k i

11-1.TAULA:

eta

,berauen

.

Karbonoaren hibridazio-motak.

* Hibridazio-motak

Orbi t a l a k

3 SP SP

4 SP

2

3

Geometria

Angeluak

Tetraedrikoa

10g028'

3 spC

Trigonal

1P

launa

Lotura Bakuna

120°

Bikoitza

180°

Hirukoitza

2 SP Lineala

SP 2 P

11.4.1

.-

Katea k a r b o n a t u a k .

Karbono-atomoak sortzen

dira;

rnoduan b a i z i k ,

hartarako

,

ez

11.5.irudian

b a t a bestearekin e l k a r t z e r a k o a n , k a t e a k dira,

ordea,

zuzenki

Karbono-atomoak 11.6.a

irudia

-

zig-zag

ikusten denez,

I -Cl o t u r a bakuneko k a s u a n lotura-angeluak 1 l -C=C- l o t u r a b i k o i tzaren k a s u a n 120'. I I

-

ipintzen,

elkartzerakoan

edo a d a r k a t u a k

-

11.6.b

109O28'

katea

balio

irekiak

du,

eta

(linealak-

i r u d i a ) sor daitezke, kon-

posatu alifatikoetan gertatzen den bezala, ala katea itxiak -11.6.c. irudia-, konposatu ziklikoetan gertatzen den bezala.

11.6.Irudia:

(a) katea lineala; (b) katea adarkatua; ( c ) katea itxia.

L

Karbono-atomo

bat beste karbono-atorno bakar batekin el-

kartuta baldin badago, karbono horri primarioa esaten zaio; birekin elkartuta baldin badago, sekundarioa eta hirurekin elkartuta baldin badago, tertziazioa ( 1 1.7. irudia)

11.7.Irudia:

.

* ikurrez marrazturik dauden karbonoak (C*) primario&

dira.

** ikurrez (C**),karbono sekundarioak *** ikurrez (C***), karbono tetziarioa da.

11.5.-

MOLEKULA ORGANIKOEN ADIERAZPENA.

Normalean tantzia

,

konposatu

b a k a r b a t i dagokio.

ezorganikoetan

Horrela,

izeneko k o n p o s a t u a a d i e r a z t e n du, koetan, zala,

aldiz,

KNO

3

,

formula

formulak

e t a ez b e s t e r i k .

a s k o t a n ez d a h o r i g e r t a t z e n .

bat

subs-

n i t r a t o potasiko

Konposatu o r g a n i -

Gero i k u s i k o d u g u n be-

formula batek substantzia desberdin batzuk adieraz ditzake.

Hain

zuzen

ere,

k o n p o s a t u o r g a n i k o d e s b e r d i n e t a k o rnole-

k u l a k egoki irudikatzeko i r u d i k a p e n espazialera j o behar da, eta h o r i ez

da

noski

paperean

(dirnentsio b i k o p l a n o a n )

posible.

Halaz ere,

a u r r e r a g o ik u s i k o d u g u n beza l a , b a d a g o rnetodo b a t l o t u r e k espazioan duten posizioa adierazten diguna.

Honela,

molekula

organikoak

adierazteko

5

formula-tipo

bereziko ditugu:

a ) f o r m u l a e n p i r i k o a k : s u b s t a n t z i a n zenbat atorno e t a z e i n motatakoak p a r t e h a r t z e n d u t e n a d i e r a z t e n d u soi l i k .

Jeneralean,

formula

Adibidez:

enpirikoaren

ezaguera

hutsa

ez

da

s u b s t a n t z i a z e i n den e r a b a k i t z e k o a s k i i z a t e n .

b ) formula erdigaratuak: tzen

dira,

eta

h a u e t a n k a r b o n o a r e n l o t u r a k b a k a r r i k agec

hitzarmenez

marraz l o t u r a sinplea adierazten da,

= marra bikoitzaz lotura bikoitza, eta hirukoitza.

Formulan

parte hartzen

d a g o k i e n k a r b o n o r a lotzen d i r a .

=

marra hirukoitzaz lotura

duten

beste atornoak

beraiei

Adibideak :

etanoa : CH3-CH etenoa : CH2=CH azet i lenoa : C H

3

etanola:

2

=

CH3-CH20H C12CH-CH3

1,l-dikloroetanoa:

CH

a z i d o azet ikoa : CH3-COOH

azetona : CH3-CO-CH3

az ido oxa l ikoa : COOH-COOH

c ) f o r m u l a g a r a t u a k edo e g i t u r a z k o a k :

hauek konposatuan p a r t e har-

tzen duten karbono eta beste elementu guztien a r t e a n

lotura guz-

t i a k azaltzen dituzte.

Adibideak:

H H etanoa:

l

I

\

H-C-C-H l I H H

azet i lenoa :

/

O

'\

C-C

/

l r u d i k a p e n geometrikoak:

o 4

H

H H I I H-C-C-OH I I H H

etanola:

I I H-C-C-H I l CI H

1 , l - d i k loroetanoa:

d)

\

H

H-CrC-H

a z i d o o x a l ikoa:

/

C=C

etenoa :

H a z i d o azet ikoa:

//

O

H O H 1 11 1 H-C-C-C-H I I H H

azetona :

\

hauek zig-zag

1

H-C-C

k o n f i g u r a z i o a dute katea

h i d r o k a r b o n a t u e t a n e r a b i l tzen d i r a batez ere.

Adibideak:

C H3- CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

edo

CH~(CH~)~COOH

edo

AN

COOH

e ) formula

hirudimentsionalak:

hauek

rnolekularen atornoak

n o l a dauden k o k a t u r i k adierazten digute.

espazioan

Honetarako m a r r a desbec

d i nez rnargotzen d i r a planoaren a u r r e a n eta atzean g e l d i tzen d i r e n taldeak;

hau da,

nean dauden

m a r r a j a r r a i batez adierazten d i r a p l a n o b e r d i -

loturak;

planoaren a u r r e a n daudenak,

t r i a n g e l u an-

tzeko m a r r a l o d i batez adierazten d i r a eta planoaren atzean geratzen

direnak,

CH CI

3

marra

ez-jarra¡

batez

molekularen k a s u r a k o a d i b i d e z ,

adierazita

gelditzen

dira.

honela l i t z a t e k e formula h i -

rudimentsionala:

non k a r b o n o a , bait

dira,

hidrogeno b a t eta k l o r o a p l a n o berdinean agertzen

plano

horren

a u r r e a n eta atzean hidrogeno bana

iza-

nik.

f ) eredu

molekularrak:

rnolekula organikoen k o n f i g u r a z i o geometrikoa

a r g i k i e n adierazten digutenak dira. gu:

"hagaska-eredua"

delakoa , non l o t u r a - d i s t a n t z i a k

r i k aurkitzen b a i t dira, bereizten d e l a r i k

Bi rnotatakoak bereiz ditzake-

lotura-angeluak

batez ere;

oso h a n d i tu-

eta geornetria rnolekularra

eta "bola-eredua",

k a p e n e r r e a l a g o a ematen d i g u n a (11.8.irudia).

rnolekularen i r u d i -

al

11.8.Irudia:

11.6.-

bl

metano

Metano e t a etanoaren eredu molekularrak a ) "Hegazka-eredua" ; b ) "Bola-eredua"

.

ISOMERIA.

Kimika

organikoan,

askotan,

formula

e n p i r i k o berdineko

elementu b a t z u k p r o p i e t a t e desberdinak agertzen dituzte.

Adibidez h i r u konposatu ezagutzen d i r a C5HI2 tenak ;

hauetariko

batek

36,2OC-tan

i r a k i ten

du,

formula du-

besteak

2E°C-tan

eta besteak 9,5OC-tan.

B i konposatu daude C H O formula dutenak eta beren pro3 6 pietateak desberdintasun nabarmenak dituzte.

Formula e n p i r i k o berdineko b a i n a propietate desberdineko substantzia batzuk e x i s t i t z e a r i

ISOMERIA esaten zaio.

Bi konposatu edozein isorneroak b a l d i n b a d i r a , beren propietate

desberdinen

arrazoia

berdinean dagokeela

molekuletako

pentsa daiteke;

atomoen

hots,

lotura-modu

des-

egiturazko formulak des-

berdinak izan l i tezkeela pentsa d a i teke.

lsomeroak zera d i r a , formula e n p i r i k o berdina eta egi turazko formula desberdina duten konpc

Konposatu

isomeriko gutziak

bi

e g i t u r isomero eta estereoisomero alorretan,

11.6.1.-

alorretan

bana

dai tezke,

h a i n zuzen.

E g i t u r isomeroak.

Atomoak dintzen d i r a ;

molekula-barruan

hau da,

lotuta

dauden

moduaz desber-

molekulek e g i t u r a desberdina dute,

formula e n p i r i k o berdina izan.

nahiz eta

Hauek, era berean, honela sai l k a da¡-

tezke:

11.6.1/1.-

Katen isomeria.

Karbonoak d i tzake bere loturak.

katea

l inealak

Horregatik,

edo

adarkatuak

egi turazko formulak

formatuz

ase

karbonoek k a -

tearen b a r r u a n posizio desberdina dutelako bereizten d i r a .

Adibidea:

n-pentanoa,

panoa katen isomeroak d i r a .

2-metilbutanoa

eta 2,2-dimeti l-pro-

Denen formula enpirikoa C H 5 12 da

a ) n-pentanoa:

'gHl 2 H H H H H I I I I I H-C-C-C-C-C-H I I I I I H H H H H

H H H H I I I I H-C-C-C-C-H

H-C-H

H

I H-C-H

H-C-C-C-H

lsomeroen k o p u r u a gero eta gehiago handitzen da karbono-kopurua

h a n d i tzen

2 isomero, 3 5-eko,

denean.

75 10-eko,

Horrela,

ezagunak

355 12-ko,

dira

1855 14-ko,

4 karbonozko

e.a.

F u n t z i o k i m i k o b e r d i n a duten konposatuak a g e r i dute hori. E g i t u r a z k o formula bereizten d a funtzio-taldea

l e k u desberdinetan

j a r r i t a dagoelako. Adibidez: -CH

2-

posizio

OH) e t a 2-propanala

isorneroak

dira:

1-propanala

(CH3-CH2-

(CH3-CHOH-CH3).

Batak eta besteak f u n t z i o b e r d i n a dute ( a l k o h o l a ) , baina OH funtzio-taldea

k a r b o n o desberdinetan a u r k i t z e n da.

Funtzio

kirniko

desberdina

dute

baina

formula

e n p i r i ko

propanona

(zetona)

b e r d i n a r e k i n adierazten d i r a . Adib idez:

Propanola

( a ldehidoa)

eta

funtzio isorneroetako kasu bat d i r a .

b ) Propanona ( C 3 ~ 6 ~ )

a ) Propanala (C3H60)

Fun tzio-isornero d i r a batzutan, ez

da

horrela:

katearen

hauek

posizio-isomeroek i n

konfundi tzen

goian ernan dugun adibidean l irudikeen bezala. Baina

-C

O karboni lo taldeak

bukaeran

baldin

badago,

aldehido bat

edo zetona

bat

eman dezake

katearen erdian

b a l d i n badago.

11.6.2.-

Estereoisorneroak.

Atornoen sekuentzia berdin dute, d i n k o k a t u r i k daude.

11.6.2./1

.- Cis-trans

b a i n a espazialki desber-

Hauen artean mota aipagarrienak hauexek d i r a :

isorneria.

Lotura b i k o i t z bat duten konposatuen ezaugarria da. horietan,

hidrogenoen ordezkariak

k o posizioetan ( t r a n s ) egon dai tezke.

H

H

\ a

C=C

'

Kasu

b i a k alde batean ( c i s ) edo aurka-

'b

Cis

Trans

cis- eta trans-but-2-enoa

( i k u s 11.9.irudia).

11.9.Irudia:

ll.6.2/2.-

Cis-but-2-eno e t a trans-but-2-eno molekulen irudikapena eredu molekularren bidez.

lsomeria optikoa.

Karbono a s i m e t r i k o b a t duten konposatu organikoek ageri dute.

Karbono asimetrikoa edo k i r a l a zera da:

bere l a u loturak ato-

mo edo t a l d e desberdinez aseak d i tuen karbonoa. Adibidez azido laktikoaren

e r d i k o karbono-atomoa

desberdinek i n

loturik

asimetrikoa da,

dagoelako,

Propietate h a u duten berezi

bat

izaten

dute,

ispilu

forma duena, h a i n zuzen.

-CH

3'

-H,-OH

ematen

gainjarri kulek

daiteke.

ispiluaurrean

i r u d i a bezalako

beste molekularen egitura

Ezkerreko eskuaren

ematen

d a i tezken bezala,

duen

imajina

E r l a z i o h a u g u r e b i esi r u d i espaziala eskubi-

b e r a da.

B a i n a b i hauek

e r a honetara a d i e r a z da¡ tezken b i mole( 1 l.1O.irudia).

E r a honetan desberdintzen

isomeroei enantiomeroak d e r i tze,

eta isomeria optikoa ager-

ezin

diren b i

duen

Hau da, k a r b o n o a s i m e t r i k o b a t duen mole-

i s p i l u a k ematen duen i m a j i n a da.

kuekin adieraz koak

eta -COOH h a i n zuzen.

konposatu organikoek forma isomero batek

k u l a b a t i s p i l u a r e n a u r r e a n ipintzerakoan, espaziala

l a u atomo edo talde

dute g a i n j a r r i

tzen d u t e l a esan ohi da.

11.10.Irudia:

Azido l a k t i k o a r e n karbono asimetrikoaren inguruan bi antolamendu posibleak dute eredu molekularrek.0har bedi i r a k u r l e a b i forma posibleek o b j e k t u / i s p i l u - i m a j i n e r l a z i o a bet e t z e n dutela. propietate f isiko

Enantiomeroen argi

polarizatuarekin

relarik.

Rrgi

edozein

bidetan

gehienak

e l k a r r e k i t e k o moduaz s o i l i k

normalak

bere

bibratzen

trajektoriarekiko

du;

antzekoak

dira,

diferentziatzen

perpendikularra

a r g i polarizatuak

aldiz,

diden

plano bakar

batean b i b r a t z e n du.

Adibidez,

argi

polarizatua

azido

l a k t i k o a r e n enantiomero

bakár- b a t duen soluzio b a t e t i k zehar pasarazten denean, p o l a r i z a z i o -

-planos

grado

berean,

a z i d o l a k t i k o a r e n beste enantiomeroa,

duen

batzutan

disoluzio batetik

planoa

gradu

eskubirantz era

jakin

berdinetan

birarazten

berean ,

zehar

biratuta

biratuta

enant iomeroari

birarazten

irtetzen da.

argi

polarizatuaren

irtetzen

dextrogiro

(-1

lebogiroa bada.

da.

Argia

esaten

zaio;

d u e n a r i , l e b o g i r o esaten

zaio.

l k u r hauek e r a b i l t z e n d i r a b a t a a l a bestea dela esateko: giroa bada,

Era

k o n t z e n t r a z i o berdinean

pasarazten denean,

ezkerrerantz

duen

ezkerrerantz

eskubirantz

( + ) dextro-

Dextrogiro eta lebogiro baten nahas-

te e k i m o l e k u l a r r a k e2 d u e r r o t a z i o r i k ematen.

Argi

pol a r i z a t u a r e n

errotazioa

a k t i b o t a s u n o p t i k o a d u t e l a esaten da.

sortzen

duten

konposatuek

Karbono-atorno k i r a l b a t b a i n o g e h i a g o a g e r t z e n b a d a k o n p o s a t u b a t e a n honek

izan

ditzaken

2n da n

isornero o p t i k o - k o p u r u a

karbono-atomo k i r a l d e s b e r d i n e n k o p u r u a i z a n i k .

Karbono-atomo k i r a l n b i edo g e h i a g o b e r d i n b a l d i n b a d a u d e enantiornero-kopurua 2 baino txikiagoa Br

CH )

3

da. bi

Esate

baterako,

karbono-atorno

*

kiral

dauzka,

e n a n t iornero b a k a r r i k a u r k e z t e n d i t u ,

baina

*

(CH3 CH B r CH

2,3-dibromobutanoak

berdinak

direnez 2

beste h i r u g a r r e n k o n p o s a t u a k i -

r a l b a t e k i n b a t e r a , meso izena h a r t z e n duena.

11.7.-

FUNTZIO-TALDEAK.

SERIE HOMOLOGOAK.

Askotan esñna d u g u dagoenekoz ezagutzen d i r e n konposatu organikoak egiteko,

asko

direla

sisternatizazio

(milioitik handi

bat

gora); egin

horregatik.

behar

da

azterketa

konposatu

bat

horien

banaketa egi terakoan.

Konposatu o r g a n i k o a k t a l d e b a t z u e t a n b a n a t u z i r e n ; bakoitzeko

konposatu

(funtzio-taldea

horiek

edo atomo-talde

b e r d i n a dute

esaten z a i o ) e t a h o r r e k p r o p i e t a t e arnankornunak ema-

ten dizk i o konposatuari

1

elernentu

talde

.

Funtzio-taldea:

Molekula b a t i berezkotasunak

ematen d i z k i o n atomo edo atomo-taldea

Berezkotasun

berdinak

dituen

da.

I

I

konposatu-taldeari

funtzio

k i m i k o a esaten zaio.

11.7.1

.- F u n t z i o

organikoen klasifikazioa.

a ) Funtzio hidrogenatuak Hidrokarburo

.-

Karbono e t a

h idrogeno-atomoz

format uak

.

izeneko s e r i e b a t z u k f o r m a t z e n d i t u z t e , e t a b i erata-

koak i z a n daitezke:

-

Katea i r e k i k o a k

-

Katea i t x i k o a k

(adibidez, butanoa) ( a d i b i d e z , bentzenoa)

Gainera,

katea

irekia

duten

hidrokarburoak

gehiagotan

banatzen d i r a :

-

Aseak:

kateari

dagokion

a u r r i z k i a z eta

-ano

atzizkiaz

izenda-

tzen d i r a .

-

E t i l e n i k o a k edo l o t u r a b i k o i tzekoak : k a r b o n o - k o p u r u a r i

dagokion

a u r r i z k i a z e t a -en0 a t z i z k i a z izendatzen d i r a .

-

Azetilenikoak

edo

lotura

hirukoitzekoak:

g o k i o n a u r r i z k i a z e t a -¡no

Met, hurrenez tzat.

et,

hurren,

Karbono-kopuruari

prop eta b u t erabiltzen d i r a , karbono batentzat

5 karbonotatik

aurrera,

da-

a t z i z k i a z izendatzen d i r a .

,

2-ren t z a t

latinetik

eta

aurrizki

,

gisa eta

3-rentzat , 4-ren-

grekotik eratorri tako

izenak e r a b i l i o h i d i r a .

A l k i l e r r a d i k a l a k edo a l k o n i l o a k esaten z a i e h i d r o k a r b u r o aseei hauek h i d r o g e n o b a t g a l tzen dutenean;

h o r r e l a , beste atorno

edo k a t e a r i lotzeko ahalrnena dute.

A i k i 1 e r r a d i k a l a k karbono-kopuruari k i n e t a -il edo -¡lo

b ) Funtzio

oxigenatuak

forrnatuak daude.

-

Alkoholak:

.-

Karbono,

-

Beren f u n t z i o - t a l d e a OH d a .

nari

.

oxigeno-a tomoekin

-01

atzizkia jartzen zaio

.

Bere f u n t z i o - t a l d e a

Dei tzeko,

Adibidea:

eta

e t a n o l : CH3-CH2-OH

Aidehidoak: dago.

hidrogeno

G a r r a n t z i tsuenak h o n a k o hauek d i r a :

h idrokarburoaren izenari Adibidea:

dagokion a u r r i z k i a r e -

a t z i z k i a r e k i n izendatzen d i r a .

-al

-CS O d a e t a k a t e a r e n b u k a e r a n

atzizkia jartzen

p r o p a n a l : CH3-CH2-C

"' HO

z a i o h i d r o k a r b u r o a r e n ize-

o

-

ll Beren f u n t z i o t a l d e a -C-

Zetonak: egon

behar

du.

-ona

atzizkia

i z e n a r i deitzeko.

Azidoak:

b a i n a katearen barruan zaio

hidrokarburoaren

o

Ad ib idea : p r o p a n o n a

-

da,

jartzen

,

Il CH3-C-CH3

Beren f u n t z i o - t a l d e a

-C

H:

da.

H i d r o k a r b u r o a r e n ize-

n a r i - o i k o a t z i z k i a e r a z t e n z a i o b e r e i z e n a eratzeko. Adibidea:

-

Eterrak:

azido etanoikoa:

Beren

ur-molekula Adibidea:

-

CH3-C

-0-

funtzio-taldea

< o0R

da.

bi

molekulei

moek i n o s a t u a k

.-

daude.

Alkoholen e t a azidoen

g e r o u r - m o l e k u l a b a t kenduz.

meti l p r o p a n o a t o a : CH3-CH2-C

c) F u n t z i o ni t r o g e n a t u a k Adibidez:

Alkoholen

b a t lortzen da.

metoxietanoa: CH3-O-CH2-CH3

molekuleetatik deribatzen d i r a ,

te.

da.

b a t k e n d u z eter-molekula

E s t e r r a k : Beren f u n t z i o - t a Idea -C

Adibidea:

5 EH

Karbono,

o O-CH3

n i trogeno e t a hidrogenozko ato-

B a t z u t a n oxigeno-atomoak

e r e i z a t e n d i tuz-

amidak.

F u n t z i o g a r r a n t z i t s u e n a k ondoko h a u e k d i r a :

-

Arninak: badir a

Beren f u n t z i o - t a l d e a

-NH

.

Adibidea:

meti l a m i n a : CH3-NH

2

d a , amínak p r i m a r i o a k baldin

2

Aminak s e k u n d a r i o a k b a l d i n b a d i r a , Adibidea:

dimetilamina:

funtzio-talde

)

CH3, NH

CH~' \

Tertzioarioak b a l d i n b a d i r a , funtzio-taldea

-N /

Adibidea:

trimetilamina:

CH3 \ CH3-N

da;

NH da.

-

Amidak:

I -8-NH~ da.

Beren funtio-talde

o

Adibidea:

-

II etanoarnida CH3-C-NH2

N i t r i loak: Beren funtzio-talde Adibidea:

d ) Funtzio

-CrN da.

propanonitriloa CH -CH2-CEN

3

halogenatuak

.-

Kateako

hidrogeno

baten

edo

gehi agoren

ordez halogeno bat dutenak.

Adibidea:

k lorornetanoa:

CI-CH3

OHARRA: Kapitulu honen bukaeran funtzio-talde organiko garrantzitsuenak labur bilduak ernaten dira. beren nornenklatura adibide eta guzti.

11.7.2.-

Serie hornologohk.

Funtzio-talde

berdina duten konposatu asko dago eta be-

ren arteko ezberdintasuna katearen karbono-kopuruaren ezberdintasuna da.

I

Funtzio-talde berdina duten konposatu-rnultzoei serie homologoak esaten zaie; bertan

,

konposatu

I

bakoitza hurrengoarekin bereizten duena bere rnolekulan karbono b a t gutxiago izatea da.

Serie

hornologo

batean,

prop'ietate batzuk

aldatu

egi ten

d i r a konposatu batetik bestera; propietate f isikoetan, batez ere, a r g i nabaritzen da hau.

Beste a l d e t i k , funtzioen berezkotasunak konposatu guzt iek agerian d i tuzten gehiago edo gutxiago.

Aipagarria bi

funtzio

h a u e i , eta ohi

dituzte.

izan

orobat ,

da,

ditzakeela:

kasu

beren b a i t a n daramatzaten Adibidea:

batzutan

konposatu

konposatu p o l i f u n t z i o n a l a k

batek

esaten

funtzioen propietateak

zaie

azaldu

azido l a k t i k o a b i d e batez a l k o h o l a (-OH fun-

tzio-taldea d u ) eta azidoa d a (-COOH f u n t z i o a d u ) .

1 1 .B.-

KONPOSATU ORGAN 1 KOEN NOMENKLATURA.

Jeneralean, zati

hauez osatua

konposatu

egon ohi

da;

organiko aurrizkia,

baten

izena

ondoko

bi

k a t e a k d a u k a n karbono-

k o p u r u a adierazten duena; eta a t z i z k i a , k a t e a r e n funtzio-taldea

adie

r a z t e n denean.

Katea a d a r k a t u a denean a d a r k e t a horiek t a r t e k o zein k a r bonotan dauden a d i e r a z i behar da, eta b a i t a e r e zeintzu d i r e n e r r a d i k a l ordezkatzai leak.

Gaur egun, karteak

Kirnika P u r u eta Apl i k a t u r a k o Nazioarteko El-

(IUPAC) e z a r r i t a k o a r a u a k e r a b i l i o h i d i r a . Arau hauek era-

b i l i behar

dira,

hortaz,

konposatu

organikoak

ongi

forrnulatu

eta

izendatzeko.

Norma g a r r a n t z i tsuenak honakook d i r a :

a ) Karbono-atornoen

k a t e a j a r r a i l uzeenak erabak itzen d u konposatua-

r e n izenaren enborra. b ) Funtzio-talde

-01)

nagusiai-i

dagokion

bukaerak

(-ano,-eno,-¡no,-oiko,

a d i e r a z t e n d u konposatuak d a u k a n funtzioa.

c ) Katea nagusi k o karbono-atornoak

k it u behar

dira.

lehen atomotik azkeneraino zenba-

Horretarako funtzio-talde

nagusia' lehenenik da-

goeneko ordena aukeratukoa da. d ) Konposatuaren tzaren,

izenak , bere a u r r e t i k , l o t u r a b i k o i tz e t a h i r u k o i -

eta f u n t z i o eta e r r a d i k a l e n posizioak a d i e r a z i k o dituzten

zenbakiak eraman b e h a r d i tu.

Adibideak:

1

.-

3-eti 1-4-meti l-1-hexinoa

F UYlZ 1O

-

TAUIE ORGAN 1KO GARRANTZI TSUENAK

AR I KETAK.

11.1.-

l d a t z i ondorengo funtzio-taldeei

dagozkion substantziaren bat:

a)

alkohola;

azidoa;

f)

esterra;

nuroa

11.2.-

.

b)

aldehidoa;

g ) arniní;

c)

h ) alkinoa;

d ) eterra;

i ) fenola;

j)

e ) zetona.

alkil-haloge-

Ondorengo s u b s t a n t z i e k z e i n t a l d e f u n t z i o n a l d i t u z t e n esan e z a zu :

a ) CH3 CH2 CH2 OH

f ) CH3 CH OH CH B r CH3

b ) CH E C CH2 CH3

g ) CH3 CH2 CH2 OCH3

c ) CH3 CO CH2 CH3

h ) CH3 COO CH3

d ) CH3 CH = CH COOH

11.3.-

l z e n d a i t z a z u ondoko k o n p o s a t u a k :

a ) CH3 CHO

f ) CH3 CH2 CH B r CO CH3 g ) CH2 = CH O CH2CH3 h ) CH3 CHOH COOH i ) CH3

-

j ) CH20H

11.4.-

C(CH3)3

-

CH(C2H5)

-

CHOH-C2H5

Ondoko k o n p o s a t u e n f o r r n u l a k i d a t z i t z a z u :

a ) n i trobentzenoa

h ) 2,2,3,3-tretrarnetil

b ) 1-butanola

i ) 2,3,3-trirnetil j ) 2,2,4-trirneti

c ) rneti 1-propi 1-eterra d ) fenola e ) N-propi 1-azetarnida

1-3-heptenoa

k ) meti 1-propi 1-arnina '

I ) O-di n i trobentzenoa

f ) rnetanola

m) a z e t o n i t r i l o a

g ) 2,2-dirnetil-3-isopropil

n ) 4-hidroxi-1-butenoa

heptanoa

hexanoa

4,4-dietil

hexanoa

11 .S.-

l z e n d a i t z a z u ondoko k o n p o s a t u o k :

e)

( C H 3 ) 2 N-COH

COOH

11.6.-

C6HI4

k o n p o s a t u a r e n isomero p o s i b l e g u z t i a k i d a t z i t z a z u .

11.7.-

D i k l o r o b e n t z e n o a r e n . h i r u isomeroen f o r m u l a e s t r u k t u r a l a k i d a t z i tzazu.

11.8.-

Zein d a beren formula e n ~ i r i k o a ? .

58 p i s u m o l e k u l a r r a d u t e n b i h i d r o k a r b u r o e n f o r m u l a e s t r u k t u r a l a k idatzi.

11.9.-

Ondoko

konposatu-bikotetatik

esan

zeintzuk

e t a z e i n t z u k ez, b e r e n isomeria-mota

a ) CH3CH2CH2CH3

eta

b ) CH3CH=CH2

eta eta

adieraziz.

(CH3)2CH CH3 CH3CSCH H2C

l

-

CH2

diren

isomeroak

11.10.-

d ) CH3CH2CH2CH0

eta

CH3COCH2CH3

e ) CH3CH2CH2COOH

eta

CH3CH2COOCH3

Ondoko

konposatuetatik,

zeintzuk

dute

cis/trans

Heuren f o r m u l a e s t r u k t u r a l a k rnargotuz f r o g a ezazu)

11.11

a ) 1,l-dikloroetanoa

c ) 1,l-dikloroetenoa

b ) 1,2-dik loroetenoa

d ) 1,2-dikloroetanoa

.- Azido

tartarikoak

zenbat

karbono

asimetriko

isomeria?.

.

du?.

Zeintzuk

dira?.

HOOC

11.12.-

-

Ondoko k o n p o s a t u e t a t i k

CHOH

-

zeintzuk

CHOH - COOH

a g e r t z e n d u t e isomeria o p t i -

koa?.

11.13.-

b ) CH3CHOHC2H5

e ) CH3CHOHCH2CH2CH3

c ) B r CH=CH B r

f ) CH3CH ( NH2) COOH

B a l d i n k o n p o s a t u b a t e n k o n p o s a k e t a e h u n d a r r a %70,7C, %13,7H e t a %15,7 O b a d a , z e i n i z a n g o d a b e r e f o r m u l a e n p i r i k o a ? .

11.14.-

Karbono, o x i g e n o e t a h i d r o g e n o z o s a t u t a k o s u b s t a n t z i a o r g a n i k o b a t e k o 0,25 lortzen d i r a .

11.15.-

g

erretzean,

0,568

g

COZ e t a 0,232

g

ur

K a l k u l a t u konposatuaren formula enpirikoa.

H i d r o k a r b u r o gaseoso b a t e k %88,7 k a r b o n o a du. l i t r o b a t e k 2,42

g

Gas honetako

pisatzen d i t u b a l d i n t z a normaletan.

d a konposatuaren formula enpirikoa?.

Zein

11.16.-

Zenbat k a r b o n o e t a oxigeno d a u k a 500 g etanolak?

11.17.-

Propanoak oxigenoarekin erreakzionatzen d u C02 e t a u r a emateko.

a ) Erreakzioa forrnulatu,

eta kalkulatu,

10 k g propano erretzen direnean

b a l d i n t z a normaletan

lortzen den C02 bolume-

na. b ) Gas k a r b o n i k o h o r i k a r e - u r a k o a ) pasarazten bada,

soberatan

( h i d r o x i d o k a l tzi-

zenbat k a l t z i o k a r b o n a t o hauspea-

t u k o da?. c ) Lortzen den

k a l tzio karbonato hori,

lehortuta dagoenean,

b e r o t u egiten b a l d i n bada, zer e r r e a k z i o ernango du?.

11.18.-

H i d r o k a r b u r o gaseoso batek %82,7 C bere p s i a r e k i k o du.Gasar e n dentsitatea,

25OC-tan eta 755 mrn Hg presioan

da. Alkano b a t edota h i d r o k a r b u r o ezase b a t da?.

2,36 g/l

12, - H 1DROKARBUROAK 12.1

.- H I D R O K A R B U R O - I T U R R I A K

12 2 .

-

12.3.12 4

ALKANOEN E R R E A K Z I O K l M l K O A K

- H l DROKARBURO

12.5.12 6

H l DROKARBUROEN PROP l E T A T E F l S l KOAK

ASEGABEEN ERREAKT l BOTASUNA

HIDROKARGLIRO ASEGABEEN E R R E A K Z I O A K

-

E T I L E N O A E T A A Z E T l LENOA

12.7.-

BENTZENOAREN E G I T U R A

12.8.-

HIDROKARBURO AROMATIKOEN E R R E A K Z I O A K

.

12.1 - H IDROKARBURO- I TURR I AK

Petrolioa kanoen

eta

beste

d i r a .PetroI ioa bertatik

eta

substantzia

oso

lortzen

berarekin

batera

organikoen

g a r r a n t z i tsua

delako

eta

egon

ohi

den c;ac n a t u r a l a a l -

i t u r r i n a ~ u s ieta funtsezkoenak

da, lehertzapen-rnotoreentzako

konposatu

organiko

gehienen

erregaia

lorbiderako

le-

hengaia delako.

Petrol i o

gordinak

sun z u z e n i k , b a i n a ke; h a l a

du

berez

rnerkataritzarako erabi l g a r r i t a hainbat

p r o d u k t u l o r daite-

n o l a , g a s a , p e t r o l i o - e t e r r a , I i g r o i n a , g a s o l ina,kerosenoa,gas-oi

fuel-oiIa,oIio le,erregai

ez

bere d i s t i l a z i o z a t i k a t u t i k

I u b r i f i k a t z a i l e a eta asfaItoa,zeinak

I

eta

berokuntzan,disoIbatzai-

eta l u b r i f i k a t z a i l e moduan e r a b i l b a i t daitezke.

Gas

naturala

ere

hidrokarburo-iturri

g a r r a n t z i t s u b a t da.Pro-

d u k t u h a u h i d r o k a r b u r o t x i k i e k osatzen dute(C, - e t i k bat;aldiz petrolloan C

Gas

40

C -rainokcak )gehien8 kateadun h i d r o k a r b u r o a k ere sortzen d i r a .

naturalaren

konposaketa

tipiko

bat

ondorengo

h~ u

izan

daiteke:~letanc~a,%82;Etanoa,%l0;Propanoa,%4;Butanoa,~2;~idrokarburo h¿ndiagoak,%2.

Petrol ioa

eta

bitartean,hidrokarburo

gas

naturala

deskonposatu

rrikatz-gasa(CH

eta

iturriak

diren

aromatikoak h a r r i k a t z e t i k ateratzen d i r a , b e r e z i k i .

H a r r i katze,%8O karbono berotzerakoan

h i d r o k a r b u r o aseen

egi ten

duen

erregai

naturala

da.Aireri k

gabe

d a ondoko p r o d u k t u hauek ernanez: ha-

H2 ,funtsean) ; c o k e a ( i a

karbono hutsa;labegaraietan

e r a b i l tzen d e n a ) e t a h a r r i k a t z - r n u n d r u n a ( 1 i k i d o b e i t z eta

l iskatsua) hidro-

k a r b u r o arornatikoen i t u r r i nagusiena dena.

Hauek

dira

h a r r i k a t z - r n u n d r u n e t i k ,zat ikapenez,atera

konposatu aromat i k o g a r r a n t z i tsuenak :

d a i tezkeen

o 6 Ben tzemoa

hCH3 4

&CH.

Tol uenoa

Nafta 1 enoa

An trazenoa

0~

H i r u kresol isomeroak

12-1 .TAULA:

Petrolioa

da

Harrikatz-mundrunetik datozen konposatu aromatiko g a r r a n t z i tsuenak

.

hidrokarburo

aromatikoen

bigarren

iturria,alde

p e t r o l i o a r e n egoera n a t u r a lean a u r k i d a i tezkeelako, n a h i z eta oso

b a t e t ik

proportzio karburo

txikian

i z a n e t a bestetik,karbono-kopuru

aseetat i k

-desh idrogenazioz-

egokia duten

konposatu aromat ikoak

hidro-

lortzea po-

s i b l e delako.

12.2.-

HIDROKARBUROEN PROP IETATE F 1st KOAK

Fusio-

eta

irakite-puntuak

g o r a t u egiten d i r a , k a t e a

e g i t e n den n e u r r i a n , beren a r t e k o Van der Waals b a i t dira.Lehenengo

l a u alkanoak,esate

sak

dira

arruntetan,C5 -etik,CI6

eta

hortik

baldintza

aurrerakoak

r i k ez b a i t da:katea

argizari

i n d a r r a k h a n d i t u egiten

baterako, (C, -etik -rakoak

C4 -erakoak)ga-

berriz,likidoak

itxurako solidoak.Argizaria

l u z e k o , s 6 - t i k ,C

30

-era

handiagoa

dira

h o r i beste-

b i t a r t e k o h i d r o k a r b u r o ase-

en nahaste b a t .

Hona hemen zenbai t h i d c o k a r b u r o r e n fusio-

e t a i r a k i te-puntuak:

IZENA

FORMULA

Metanoa

CH4

Etanoa

C2H6

Propanoa

C3H8

n-Butanoa

'qHl0 ( CH3)3CH

Isobutanoa n-Pentanoa Isopentanoa

C5H12 CH3CH2CH(CH3l2

Neopentanoa

( CH3 ) 4C

Hexanoa

9,5 68.7

'gH14

Dekanoa

Propenoa

5oH25 CH =CH2 2 ' ~ H ~ = C H3C H

Etinoa

CHXH

Propinoa

CHgCCH3

Etenoa

Bentzenoa

174,O -102,5 -47,7 Sublimatu egiten da

-23,2 80,l

'gH6

Mclekularen geometriak badu,fusio-puntuak CH 2=CH tatzen

ziren

paketamendu

baino handiagoak

molekula launetan edo CHzCH rnolekula

den

-puntuak

espero

sarean

legez.Arrazoi

ez bezala,ez

-eta

n-alkanoen

da,adarkadurak

irakite-puntuak

linealen aldean(esate

izango dira;C6H6

eta

linealaren kasuetan gerfusio-puntuak, i r a k i te-

d i r a g r a d u a l k i handi tzen.

Alderantziz, hau fusio-puntuak

berberagat i k

on bat posibletzen

baterako

daudenean ,erra2

ere b a i -

isobutano

txikiagoak

eta

uler

d a i teke '

izatea konposatu

isopentanoaren kasuak).Hei-

,

gaskortasuna beraz,adarkadura-mai laren arabera handi tzen da, b a i na adarkadura

sirnetrikoa

bada efektua kontrakoa da(neopentan0aren kasuan be-

zala).

~ L n p o s a t uapolarrak diz,disolbatzaile

direnez gero,disolbaezinak

apolarretan edo p o l a r i t a t e

dira

txikikoetan,hala

uretan.Al-

nola,eterra,

karbono( l V)k lorurca ,azetona eta abarretan d i s o l b a g a r r i a k d i r a .

12.3.-

ALKANOEN ERREAKZ lO KlM l KOAK Hidrokarburo

polaritate

txikian

aseen

k i a " ) .Erreakzio-baldintza karbonatua

inertzia

datza.Horregatik

a l d a t z e n ez

kirnikoaren

gogorretan, kateen duten

kasua

beren

loturen

deitzen d i r a p a r a f i n a k ( " a f i n i t a t e t x i -

erreakzioak

haustura H atornoen

lor

daiteke.Egitura

ordezkapen-erreak-

zioak izaten d i r a eta e r r a d i k a l e n bidez e g i t e n d i r a .

a ) Errekuntza Al kanoen

erreakziorik

g a r r a n t z i tsuenetari k o b a t da, h i d r o k a r b u -

r o hauek e r r e g a i rnodura e r a b i l t z e n direnean gertatzen dena da.Erreakzioaren h a s i e r a n beharrezkoa izaten d a a k t i b a z i o - e n e r g i a g a i n d i t z e k o bezaim besteko

energia (sugarra, txinparta,

a l k a n o a k ,edo energi

orokorkiago

k a n t itate

handiak

...) k a n p o t i k

esanez, h i d r o k a r b u r o

ematea.Hau guztiak

askatuz.Produktuak, behar

betetzen bada

erre

e g i ten

dira

besteko oxigenoa ba-

dago bederen, k a r b o n o dioxidoa eta u r a d i r a :

orokork i :

'nH2n+2

+- 3n+l 2

nC02 + ( n + l ) H 2 0 + beroa

'2

Hidrokarburoen oxidazioa e r a k o n t r o l a t u batez ere e g i n daiteke hori

d a ,azken

batean,alkoholen

eta

azidoen

l o r b i d e i n d u s t r i a l a r e n rneto-

do b a t .

b ) P i r o l i s i edo c r a c k i n g - a Konposatu baten l i s a t z a i l e b a t e n zehar gabe(errekuntza egiten d i r a . H o r t i k

beroagati k o deskonposaketa da.Al kanoak kata-

i r a g a n arazten direnean, 500-600°C-tara

,

eragozteko) beren

rnoleku len

sortzen d i r e n e r r a d i k a l a k

rehala,alkanoz(hauetariko

asko

t u r i k o nahaste k o n p l e x u a ernanez.

C-H

edo

C-C

eta a i r e r i k loturak

eten

b i r k o n b i n a t u egiten d i r a be-

a d a r k a t u a k ) ,al kenoz e t a

hidrogenoz osa-

CH2 = CHCH2CH3 CH3CY = CHCH3 Beroa

CH3-CH2-CH2-CH

+

+

H2 H 2

CH2 = CHCH3 + CH4 CH3CH3 + CH2 = CH2 eta abar.

Hidrokarburo eta

handien

cracking-eti k

katea

txikiagoko

alkanoak sortzen d i r a , h i d r o k a r u r o a r i n e t i k ,ordea,alkenoak

genoa sortzen d i r a berezi k i

Petrol ioaren alkenoen

iturri

alkeno

eta hidro-

.

industrian

bezala eta

2)

oso erreakzio

g a r r a n t z i tsua

da

hau: 1 )

katea luzeko alkanoak,gasol inaren tartea-

r e n b a r r u a n sortzen d i r e n alkanoak bihurtzeko.

Halogenazioa:

Erreakzio nahaste

-

bat

horreIa,CI

eguzki

hau

oso

argitan

bortizki jartzen

gertatzen

da

denean.CI-CI

2CI eta katen-erreakzio

k l o r o eta

rnetanozko

l o t u r a eten egiten da

b a t i hasiera ernaten zaio,

zeinean

C-H l o t u r a apurtzen den.

Erreakzio h a u oso z a i l a da kontrolatzen eta azkenean geratzen dena

produktu

kloratuen

nabaste

proportzioaren rnenpekoa d e l a r i k

H 8

H-C-H

+ C12

I

bat

da, beren proportzioa erreaktiboen

.

-

+

HCI ( d o i t u gabe)

H

Metanoaren solbatzaile

lau deribatu

bezala.Etano

k l o r a t u hauek

oso e r a b i l i a k

dira di-

eta propanoaren d e r i b a t u k l o r a t u a k ere disolba-

tzai le bezala e r a b i l tzen d i r a .

Ni t r a z i o a Erreakzio

hau

lurrin-fasean

dagoen a z i d o n i t r i k o z egiten da,

a l k a n o a r e n hidrogeno baten ordez n i t r o t a l d e b a t sortzen d e l a r i k :

8-

- -

-. I

RJ H + HO C ,, .,

(

-

NO2

-

R

-

NO2

+

H20

Nitroalkanoa

T a r t e a n sortzen d i r e n e r r a d i k a l

l i b r e a k d i r e l a eta,egiazki

lor-

tzen dena n i troalkanoen nahaste b a t izaten d a .Etanoak ,adibidez,ni troetano CH3CH2N0 (g73) e t a nitrometanoz CH NO (%27) osatutako nahastea ematen 2 3 2 du.

12.4.-

H l DROKARBURO ASEGABEEN ERREAKT IBOTASUNA

Hidrokarburo

asegabeen

erreaktibotasunaren

azalpena

lotura

b i k o i t z eta h i r u k o i tzen i z a e r a n b i l a t u b e h a r da.

Lot u r a berdinez tzat

b i k o i tza, uste o h i

osoturik.Kontutan

z i tekeenaren k o n t r a ,ez dago b i

h a r t u behar d a karbonoak

s p 2 h i b r i d a z i o a h a r t z e n duela.0rduan

lotura

l o t u r a bikoitzaren-

l o t u r a b a t sp2 o r b i t a l h i b r i -

do b i r e n a r t e k o a l o t u r a den b i t a r t e a n , b e s t e a h i b r i d a t u gabeko p o r b i t a l paraleloen arteko u lotura

da.Lotura

hirukoitza

sp o r b i t a l h i b r i d o b i r e n

a r t e k o n l o t u r a batez eta h i b r i d a t u gabeko. p o r b i t a l e k i n egindako n lotur a b i z o s o t u r i k dagc,.

Beheko da

lotura

n lotura o

sinplearen

ikus

d a i tekeeneez, l o t u r a b i k o i tzaren energia ez

doblea, t x i k i a g o a

d a ,nondik

ondoriozta b a i t daiteke

a l o t u r a b a i n o ahulagoa dela(598-347=251

loturaren

bigarren

taulan

347 KJ/mol-en

aldean).Are

ahulagoa

KJ/mol, n loturarentzat

da

lotura

hirukoitzaren

n lotura.

Horrela b a , e r r a z

uler daiteke lotura anizkoitzak sinplea bihur-

tzeko duen joera ;h o r r e t a r a k o duen b i d e b a k a r r a adizio-erreakzioa

delarik.

KONPOSATUA

CH

LOTURA

CH

DISTANTZIA

(A)

ENERGIA(KJ/mol)

1.20

C-C

Aikancen

i n e r t ~ i a~ i m i k o a r e nkontra,alkenoak(C H )eta alkinon 2n ,ber-en lo:ura b i k o i t z eta h i r u k o i tzekin,oso e r r e a k t i b o a k d i r a

ak(CnH 2 n - 2

ordezkapen-t%ont,osatuak

eman b e h a r r e a n adizio-konposatuak

ematen d i t u z -

telarik.

12.5.-

H I DROKARGURO ASEGABEEN ERREAKZ 1 OAK

a) Adizio-erreakz -- ioak Adizio-erreakzioen e r r e a k t i b o a g o a da.Lehen tibo

molekula

erreaktibo

bat

gehiago

aurrean

lotura

etapa b a t e t a n , l o t u r a

hartzen baldin

di1

eta

lotura

badago, beste

h i r u k o i tza

b i k o i tza

baino

hirukoitz bakoitzak erreak-

bikoitza

molekula

bihurtzen

har

bait

da,zeinak,

dezake, l o t u r a

sinplea bihurtzen delarik.

H i drogenoa E r r e a k z i o h a u k a t a l i s a t z a i le metal i k o b a t e k i n ( P t ,PL,Ni o t i da .Azken

gerta

produktua alkano bat

da,nahiz

eta a b a r

eta l o t u r a h i r u k o i tza-

r e n k a s u a n b i t a r t e k o etapan alkeno b ? t lortzen den:

R-CH=CH-R' R-CZC-R

1

H2

+ H2

-

R-CH2-CH -R' 2

R-CH=CH-R'

R-CH -CH -RI 2 2

Ha logenoak Karburo( l V ) k lorurotan aktibo

e g i n d a k o brornozko disol uzio g o r r i a e r r e -

a n a l i t i k o b e z a l a e r a b i l tzen

eta,kasu

posi tiboan,disoluzioak

da

asegabetasunak

detektatzeko zeren

b e r e k o l o r e a g a l t z e n b a i t du,bromoa bere-

h a l a f i n k a t z e n d e l a k o l o t u r a b i k o i t z edo h i r u k o i t z e a n .

CH3-CH = CH2 + Br2

CH3-CHBr-CH2Br

---.r

-

propenoa HC =CH + 2 Br2

1 ,2-c o hrornopropanoa

-

Br2CH

CHBr2

Hi drogeno h a l u r o a k

-

CH3CH = CHCH3 + HCI - - - - r C H 3 C H C I 2-bu tenoa

Olef i n a sortzen d a , b i

2-k l o r o b u t a n o a

=CH-CH 2 p o s i b i l i t a t e agertzen direlako:

CH2 = CH

ez-simetr;koetan,CH

-

CH CH 2 3

CH3 + H I

-

-

CH3 CH21

-ren

kasua,problema

CHI -CH3

-

(gertatzen dena)

CH -CH3 2

H o r r e l a k o k a s u e t a n M a r k o v n i kov-en

bat

(ez d a g e r t a t z e n )

a r a u a r i j a r r a i t u behar zaio;

hots, h i d r o g e n o a karbono-atorno h i d r o g e n a t u e n e a n s a r t u k o da.

Alkeno sulfuriko

txikiak

alkohol

kontzentratuan

sekundario

disolbatuz

o r o k o r r a ondokoa d a : CH CH CH = CH2 + H20 3 2

eta

-

CH3CH2CHOH

1 butenoa

Argi

ikus

erraz

ondoren

bihur ura

-

daitezke,azido

g e h i tuz. E r r e a k z i o

CH3

2 b u t anola

daitekeenez

hemen

ere

Markovnikov-en

araua

bete-

tzen da.

b ) Pol im e r i z a z i o - e r r e a k z i o a k

Lotura sor

bikoitzetik

masa

molekular

daitezke.Erreakzioa, k a t a l isatzai le

egoki

k o i t z baten i r e k i tzetik sortzen d a jeneralean:

handiko baten

a d i z i o - p o l imeroak

laguntzaz, l o t u r a

bi-

et i lenoa

... -CH 2 -CH2-CH2-CH

2

-CH2-CH

2

....

C H -CH 2 2

h a u da,

pol i e t i lenoa

Bini l o kloruroa

Bini l o polikloruroa(BPK)

orokork i :

po I irneroa

Alkanoen rean C C 2

H20

eta

perrnanganato

ernanez .Baina, ha iek

disoluzio

betasun-tokian

R

antzera,hidrokarburo

asegabeak

erre

egiten

dira

ai-

ez bezala ,oso e r r a z o x i d a d a i tezke

d i l u i t u batekin.Molekula

a p u r t u egiten da asega-

a z i d o a k ( e t a zetonak a d a r k a d u r a k badaude)ernanez.

-

C

S

C

-

R'

R - C H = C H - R '

1

KMn04

H2°

Edo bestela, a d a r k a d u r a r e n b a t r r e a n b a l d i n badago:

zetona

R

-

COOH a z i doa

+

HOOC - R ' az idoa

badago eta asegabetasuna rnutu-

12.6.-

ET ILENO ETA AZET ILENOA

a ) Etilenoa I n d u s t r i a petrokirnikoaren p r o d u k t u r i k g a r r a n t z i t s u e n a d a a g i a n M e r k a t a r i t z a r a k o alkanoen c r a c k i n g - a r e n

bidez lortzen da,600°C

b a i n o go-

r a k o tenperaturetara.

Ondorengo

irudian

agertzen

dira

e t i lenotik

atera

daitezkeen

zenbait p r o d u k t u eta horiek lortzeko e r a b i ltzen d i r e n erreakzioak.

Horrela ,adibidez, BPK p l a s t i k o a lortzeko, h u r r e n g o erreakzioei jar r a i t u z e g i t e n da:

CH

2

= CH2

C12

CH2C1

-

-HC1

CH2CL

Polim.

CH2 = CHCl

CH20HCH20H Antizoztailea

CH,

Detergente l i k i d o a k

= CHCl

BPK

-

BPK

\

Polietilenoa

CH3CH20H Disolbatzaile eta b i t a r t e k o produktua

iestirenoa

Pc*lietilenoa,ikusi

denez,etilenoaren

polimerizazio

zuzenez

lor-

tzen da.

Etilenoaren (epoxido b a t )

zeina

e r a b i l i a b a i t da:

oxidazio beste

katalitikotik

produktuen

etileno

lorpenerako

oxidoa b itarteko

sortzen

da

bezala oso

= CH2

CH,

4

+

/O\ _CH2 - CH2

O 2

/

L c Etileno oxidoa

H20

H

-

CH20H

2

0

H

-

CH20H

cH2Nn2

NH.3

Alkohol

e t i l i k o a bezalako p r o d u k t u g a r r a n t z i t s u a ere e t i lenoa-

r e n h i d r a t a z i o zuzenetik sortzen da:

b ) Azet i lenoa

Azet i lenoa

k a ltzio

karburoaren

hidrol isiat i k

sortzen

d a ,zeina

k a r e a eta cockea labe e l e k t r i k o b a t e t a n berotuz ateratzen b a i t da.

+

CaO

HCI-ren

20000C

3~

-

cac2

+ co

adizioz b i n i l o k l o r u r o a sortzen d a eta hernendik BPK-a

lortzen d a :

HC I

HC ;CH

Azeti lenoak

Polirn.

H2C = CHCl

ura

har

-

BPK

dezake(kata1 i t i k o k i )azetaIdehidoa

ernanez,

zeina h a i n b a t konposatu o r g a n i k o r e n sintesirakc. lehengaia b a i t da.

L o t u r a h i r u k o i t z e k o hidrogenoek te eta,beraz,rnetalengatik

HC

CH

+

azido

i z a e r a a p u r b a t dauka-

ordezkatuak i z a n daitezke:

Na -HC

C-

+ +

Na

Sodio azeti Iuroa

4 H2

Metal

astunen,Ag

+

eta

Cu

t

-ren

kasuan

adibidez,gatzak

oso

e r r a z eratzen d i r a e t a hauspeatu e g i ten d i r a disol uzioan .Hau i z a n d a i tek e l o t u r a h i r u k o i t z a r e n posizioa i g a r t z e k o prozedura bat.Horrela,esate terako,2-butinoak,CH

3

C

CCH3,ez

ba-

d u h a u s p e a k i n i k ematen eta 1 b u t i n o a k

ordea, b a i :

12.7.-

BENTZENOAREN EGITURA

Kekulé-k

proposaturiko

a l t e r n a t u a k ,ondoriozta

egitura

klasikotik,hiru

lotura

bikoitz

d a i teke bentzenoak e r r a z t a s u n h a n d i z eman behar-

Ro d i t u e l a adizio-erreakzioak.

Baina energetiko

praktikan

batzutan

eta

ez

da

hori

gertatzen.Adibidez,oso

k a t a l i s a t z a i l e e k i n soi l i k

baldintza

gertatzen d a bentzeno-

a r e n hidrogenoarek ik o adizio-erreakzioa ,zi k lohexanoa emateko:

Ai t z i t i k , bentzenoaren e r r e a k z i o ezaugarrienetako e t a errazenetak o b a t bere h idrogenoen ordezkapen-erreakzioa irauten

d u e l a r i k . Propietate hauek

ez datoz

d a ,eraztunak' a l d a t u gabe

i n o l a z ere, l o t u r a bikoitzare-

k i n b a t eta ezetsi egi ten dute n e u r r i b a t e t a n bederen, Kekulé-ren proposamena.

Neurketa hexagonal tantzia

experimentalak

l a u n batez o s o t u r i k

berdina

delarik, lotura

tartekoa, h a i n zuzen ere.

frogatzen

digutenez, bentzenoa eraztun

dago,karbono-karbono s i n p l e eta b i k o i t z a r i

lotura

guztien dis-

dagokien distantzien

Orbi talen

teoriak

ernaten

digun

azalpenaren

arabera,karbono

bentzenikoek s p 2 h i b r i d a z i o a h a r t z e n d u t e e t a e r a z t u n a r e n e g í t u r a sp2 bital

h i b r i d o e n a r t e k o o l o t u r e n b i t a r t e z e r a i k i t z e n da.Beste

geratzen tzak

dir a

elmktroi

h ib r i d a t u

gabe,eraztunáren

bakarrarekin.0rbi tal

rrekin n lotura jarrai

deslekutua

planuaren

g u z t i hauek osatuz,erdia

OF

sei o r b i t a l p

e l k a r t z u t a k ,bakoi-

l a t e r a l k i lotzen d i r a e l k e eraztunaren planuaren gai-

n e t i k e t a beste e r d i a a z p i t i k .

12.8.-

HIDROKARBURO AROMATIKOEN ERREAKZIOAK

Ha logenazioa AICI 3,FeBr3 b e z a l a k o k a t a l i s a t z a i l e a k e r a b i l t z e n d i r a .

Scilfonazioa Bentzenoa e t a a z i d o s u l f u r i k o k o n t z e n t r a t u a b e r o t u z e g i t e n d a .

Azi d o b e n tzenosu l f o n i k o a Ni t r a z i o a Nitro rekin,azido

talde

bat

erraz

sar daiteke azido n i t r i k o kontzentratua-

s u l f u r i k o kontzentratuan disolbaturik.

0H

+

HO-

No2

I

H2S04 kan t z .

0 -

N02

+

H2°

b ) O r i e n t a z i o a ordezkapen-erreakzioetan

Oso

baldintza

energetikoetan

dinitrobentzenoa ere e r a daiteke.Baina

eta

e r r e a k t i boa

zein,orto-,meta-

soberan

a l a para-

erabi liz

?

Eraztun posizioa

aurretik

bentzenikoan zegoen

bigarren

taldeak

talde

bat

sartzen

determinatzen du.Talde

denean,bere

hau aktibatzai-

lea bada, h a u da, bentzenoaren e r r e a k t i botasuna areagotzen b a d u (-OH,-R.. sartzen den b i g a r r e n t a l dea orto-

eta p a r a -

a i t z i t i k , d e s a k t i b a t z a i lea bada(-NO2 ,-CHO,

.)

posizioetan k o k a a r a z t e n d a

-COOH

eta

a b a r ) meta posizio-

a n k o k a a r a z t e n du.

Horrela

ba,nitrobentzenoaren

nitrazioari

jarraitzen

bazaio

,

m-di n i trobentzenoa l o r t u k o d a funtsean.

Alderantziz,toluenoaren luenoz o s a t u r i k o nahastea -trinitrotoluenoa(TNT)

Albo-kateen

n i t r a z i o a e g i t e n bada,o-

l o r t u k o da.Eta

lortzen da,oso

eta p- nitroto-

e r r e a k t i b o gehiagorekin

2,4,6-

lehergai l u i n d a r t s u a berau.

erreakzioak

Albo-kateedun

h i d r o k a r b u r o aromatikoen erreakzioak ematen d i -

tuzte h o r i bere e r a z t u n a r o m a t i k o a g a t i k e t a b a i bere albo-kateagat i k ere.

Tolueno e t a k l o r o a nahasten b a d i t u g u erreakzioa,metilo r e k i n edo e r a z t u n a r e k i n

suerta

tzen d i r e n b a l d i n t z e n a r a b e r a :

da¡ teke,erreakzioa

e g i ten

taldea-

denean e r a b i l-

(O)-CH~C

F-' c12

I

Bentzi lo

k loruroa

L FeC 1

o-k Iorotol uenoa t ol uenoa

Areno a l k i lordezkatuetan

oso

interesgarriak

izaten

dira

oxida-

tzai le b o r t i t z Satekin(KMn04,K2Cr2 0 7 ) ematen d i r e n oxidazio-erreakzioak zeinetan albo-kateak

azido k a r b o x i l i k o taldeak bihurtzen diren:

-

oxidatz. CH2-CH2-CH n-propil bent zenoa

3

o O

-COOH

Azido bentzoi koa

AR l K E T A K

12.1

.- O r d e n a t u , t x i k i t i k

handira,hurrengo

hidrokarburoen fusio eta i r a k i -

te-puntuak: a ) 3-etil-pentanoa b ) n-dodekanoa (C1 H 26) c ) n-heptanoa

12.2.-

12.3.-

Zer p r o d u k t u a t e r a k o l i r a t e k e p r o p a n o a r e n p i r o l i s i a t i k ? .

Nola idatzi

12..4.-

lor

l i teke

alkohol

bat

1-pentenoti k ? . E r r e a k z i o a r e n

ekuazioa

.

E s t i r e n o a C6H5CH = CH2 f o r m u l a d u e n bentzenoaren d e r i b a t u a d a . Idatzi

polimerizazio-erreakzioa.Zer

izen

izango d u

lortutako

poli-

rneroak?

12.5.-'

ldatzi

1-pentinoak

hidrogeno

bromuroaren

demasiarekin

egiten

duen erreakzioaren ekuazioa.

12.6.-

ldatz

itzazu e t i lo k l o r u r o a azeti lenotik

lortzeko e g i n behar d i r e n

erreakzioen ekuazioak.

12.7.-

ldatzi

1-brornonaftalenoaren

l o r b i d e a r e n e r r e a k z i o a n a f t a l e n o t i k ha-

sita.

12.8.-

l d a t z i fenol eta azido n i t r i k o kontzentratuaren arteko erreakzioa.

1 3 , - F U N T Z I O ORGAN I K O A K E T A BEREN EZAUGARR I A K ,

13.1.-

HIDROKARBUROEN D E R I B A T U HALOGENODUNAK.

13.2.-

H l D R O X l L O TALDEA.

13.3.-

ALKOHOL E T A FENOLEN E R R E A K Z I O A K .

13.4.-

AMINAK.

1 3 5 . - KARBON l L O T A L D E A 13.6.-

A L D E H I D O E T A ZETONEN E R R E A K Z I O A K .

1 3 . 7 . - KARBOX l L O TALDEA 13.8.13 . 9 .

AZIDOEN ERREAKZIOAK.

-

KONPOSATU KOAK

.

ORGAN l KOEN

PROP l E T A T E

F IS I-

13.1

.- H l DROKARBUROEN DER IBATU organiko

Konposat u dira

produktu

natural

HALOGENODUNAK.

halogenodunak

bezala.

(13.1 . i r u d i a )

B i t a r t e k o p r o d u k t u bezala

urriak

erabiliak

izateko sintetizatzen d i r a , beste substantzi b i h u r t z e k o a l e g i a .

13.1.Irudia:

Euren e r r e a k t i b i tatea ha logeno-atomoan datza.

Brorno etanoren egitura.

Karbonoare-

k i n l o t u r a p o l a r r a osatzen b a i t dute.

E s k u a r k i ematen den e r r e a k z i o mota da h a u . Bertan, k a r bonoaren

karga

negat i boko

posi t i b o

erreakt ibo)

partziala

batek

b i latzen

halogeno

duen

atomoa

nukleozale

ordezkatzen

honetan, halogenodunetat i k oso konposatu ezberdinak

l3.l.l/l.-

H i d r o x i l o taldeek e g i n i k o ordezkapena.

genoduna

ur-disoluzio

Alkoholak

da.

(izaera du.

Era

lortzen d i r a .

emateko e r r e a k z i o a d a h a u eta konposatu halobasikotan

(KOH,AgOH,etab. )

berotuz

burutzen

l3.l.l/2.-

Arnino t a l d e e k e g i n i k o ordezkapena.

l o r t z e k o e r a b i 1 tzen d a .

Arninak

l3.l.l/3.-

Z i a n u r o t a l d e e k e g i n i k o ordezkapena.

Ni t r i l o a k garriak

dira

beren

l o r t z e n d i r a honela k o n p o s a t u hauek oso intereserreak tibotasunagatik

eta

k a t e a n beste k a r b o n o

b a t e n s a r r e r a ~ o s i b l e z t a t z e nd u t e l a k o .

E r r e a k z i o hauek o l e f i n a k ernaten d i t u z t e . sendoan a u r r e r a erarnaten d i r a , holetan,

lngurune basiko

KOH d i s o l u z i o k o n t z e n t r a t u b a t a l k o -

adibidez:

R-CH-CH-R 1-

-1-

CI

C - ,

I-

H

'

R-CH=CH-R' +HCI

-,

1 , ,

Olef i n a k e r a t z e k o e r r a z t a s u n i k h a n d i e n a k o n p o s a t u halogenodun tertziarioetan nabaritzen da.

Alkohol eta fenolak d i r a h i d r o x i l o taldearen, Hidroxi loa da,

aldiz,

Adibidez:

karbono

ase b a t i

lotuta

k a r b o n o aromat i k o b a t i

dagoenean, lotuta

-OH,jabeak..

konposatua

dagoenean,

alkohola

fenola

Ar-OH.

Alkoholak

Hidroxilo d i z k i e alkoholei tzen

bait

da,

Fenolak

taldeak

ur

antzeko

eta fenolei ; hauek

ezaugarri

batzuk

eransten

u r a r e n d e r i b a t u a k d i r e l a suposa-

hidrogeno b a t a l k i l o edo a r i l o t a l d e batez ordezkatuz

(13.2. l r u d i a ) .

e

-

--

-

-

CH30H

13.2.Irudia:

Ura e t a metano1 rnolekulen egiturak

H i d r o x i l o taldearen e r r e a k t i b o t a s u n a k OH eta C-OH loturet a n oxigenoak

duen p o l a r t a s u n a r i zor zaio.

de k o n t s i d e r a d i t z a k e g u : O-H (hauek,

alkoholetan

efa fenoletan

r e n h a u s t u r a eta OH-ren

ra

fenolikoa

oso

gertatzen d i r a ) ; eta,

C-OH l o t u r a -

g a l e r a gertatzen d i r e n e r r e a k z i o a k , alkoho-

letan emandakoa b a k a r b a k a r r i k .

elektroiekin

Honela, b i e r r e a k z i o - t a l -

l o t u r a k p a r t e h a r t z e n duen erreakzioak

sendoa

da,

interakzioak

Honen a r r a z o i a zera d a : C-OH

oxigenoaren

izaten

elektroiak

dituztelako

lotu-

eraztunaren

deslokalizazioa

r

oxigeno

b e r b e r a i no hedatuz.

Era

berean,

fenolaren

i z a e r a azidoa

azal

d a i teke efektu

honen ondoren OH l o t u r a r e n p o l a r t a s u n a g e h i t u egiten b a i t da,

+

H -ren

ihes egi teko joera.

beraz

13.3.-

ALKOHOL ETA FENOLEN ERREAKZIOAK.

13.3.1)

eta

13.3.2)

sailetan

i k u s i k o d i t u g u n erreakzioak

O-H l o t u r a ~ e n hausdurak gertatzen d i r a ; h a l a ere,

13.3.3.

eta 13.3.4.

a t a l e t a k o a k C-OH l o t u r a r e n etenduraz e g i t e n d i r a eta alkoholetan baka r r i k ematen d i r a .

13.3.1

.- Gatz-formazio Fenolek

erreakzioak.

gatzak

osa

ditzakete

alkoholek ezin dezakete h o r i e g i n ,

alkali

diluituekin,

aldiz,

fenolen e z a u g a r r i azidoa ez dute-

lako.

Alkoholek metal aktiboenekin erreakzionatzen dute ( u r a r e n moduan) b a i n a emekiago.

H20 + Na CH CH OH + Na 3 2

-

+

HO-~a +

4 H21

C H ~ C H ~ O - N ~+'

4 H21

E r r e a k z i o h a u fenolek a r e a z k a r r a g o ematen dute.

13.3.2.-

E s t e r i f ikazio-erreakzioak.

13.8.2.atalean

ikusiko dira.

13.1 .l/l .sailean r a . Hemen -0H-

i k u s i t a k o erreakzioen alderantzizkoak

di-

batek halogeno b a t ordezka'tzen du.

E r r e a k z i o h a u nahastean dagoen u r a kenduz eramaten da aurrera

edo

HBr soberan gehituz,

oreka eskumaratzeko.

Alkohol

ter-

t z i a r i o e k e r r a z k i ematen dute e r r e a k z i o 'hau.

13.3.4.-

Al iminazio-erreakzioak.

Al kohol ak d e s h i d r a t a t z a i l e batek i n (S04H2 kontzentratuarekin,

a d i b i d e z ) berotzerakoan n:olekulabarneko deshidratazio b a t p a i -

r a t z e n dute,

o l e f i n a k emateko. El iminazioak t a l d e t e r t z i a r i o e t a n e r r a z -

tasun handiagoz ematen d i r a , halogenodunetan bezala.

fH3

- C

CH

3

1

-

OH

, H2S04 kontz.

CH3

iH2 C H 3 - C + H O 1 2 CH3

H-SO.

2-! C

Badago, Alkohol

- 12-

H

- CH

H

-OH-

Z 4 kontz.

CH2

-

CH2 + H 2 0

_!

h a l a ere, b s t e

bide bat

h i d r a t a z i o a erdiesteko.

b a t , d e s h i d r a t a t z a i l e batez berotzen bada,

150°C g a i n d i t u ga-

be e t e r r a k lortzen d i r a b i molekulen a r t e k o deshidratazioz.

Beren geldotasun k i m i k o a dela k a u s a h i d r o k a r b u r o aseen antzekoak d i r a . Batez ere d i s o l b a t z a i le bezala e r a b i ltzen d i r a (13.3. irudia).

C

13.3.Irudia:

SimerofLntzional b i r e n e g i t u r a k a) e t a n o l a

b) d i m e t i l e t e r r a . 13.3.5.-

Oxidazio-erreakzioak.

Erreakzio hauek alkohol p r i m a r i o , rioak

elkar

bereizteko e r a b i l

d a t z e n denean, dotara tuzte,

oxida

daitezke.

(K2Cr207, KMu04-z) b a it

d a i teke.

eta azkenik,

sekundario eta tertzia-

Alkohol p r i m a r i o batek,

a l d e h i d o b a t ematen d u ,

Alkohol sekundarioek

zetonak

oxi-

zein a z i

sortzen d i -

tertziarioak baldintza gogorretan b a k a r r i k oxida-

tzen d i r a , k a t e e n h a u s t u r a k s o r t a r a z i z . R-CHLOH

. Ox

R

13.4.-

R-CHO Ox

't CHOH ~

.

.

ox

.

R-RI'

R-COOH CO

AMINAK.

Amoniakoaren d e r i b a t u a k b e z a l a k o n t s i d e r a d i t z a k e g u arninak, tuek

non

H atomoak

ordezkatzen

bait

(bat,

b i edo h i r u r a k )

d i tuzte.

erradikal

H i r u amina-mota

hidrokarbona-

daude: x - i m a r i o ,

k u n d a r i o e t a t e r t z i a r i o izenekoak R

,=

N-R"

se-

13.4.Irudia:

Amoniako e t a e t i l a m i n a molekulen egiturak

.

Ni trogeno-atomoaren

elektroi-bikote

e z l o t z a i lea arninen i z a 5

r a b a s i k o a r e n e r a g i lea d a (amon i a k o a r e n k a s u a n S e z a l a ) .

Baina goak

dira,

kausaz.

kate

amina

hidrokarbonatuen

Osterantzean,

ahulagoak

dira,

alifatikoak

amina

fenoletan

arnoniakoa

bera

aldarapen

elektroniko

aromatikoak

gertatzen

(anilina)

b a i n o basikoa-

askoz

ahularen ere

base

den a n t z e k o e f e k t u e l e k t r o n i k o a

dela eta.

Aminetarik

inportanteena

anilina

da

n i t r o b e n t z e n o a r e n e-

rredukzioz lortzen d e l a r i k .

Aminek ernaten d i t u z t e n e r r e a k z i o n a g u s i a k ondoko hauek d i r a

13.4.1

.- ~ z i d o / b a s e e r r e a k z i o a k . Arninek a z i d o o r g a n i k , ~e t a e z - o r g a n i k o e k i n

dute,

s o l i d o i o n i k o a k d i r e n amonio g a t z a k e r a t u z .

erreakzionatzen

CH3 CH2 NHCH3 + HCI

-

+

CH3 CH2 N H2 CH3 CI-

Halogenodunekin gertatzen d i r a .

E r r e a k z i o a n amino taldea-

r e n H batek a l k i l o e r r a d i k a l b a t ordezkatzen du. ere esaten zaio. CH3NH2 + ICH3

Erreakzio eta

hau

NaOH

goian

CH3NHCH3 + H I

ICH3 3N H

2 C H 3 NH

-

ICH3 CH3-

"3 CHgN-CH

ICH3 3-[H3:fH3]'

Amonio k u a t e r n a r i o gatzak R N'X-, 4 ganikoen antzekoak d i r a egi t u r a r e n a l d e t i k .

13.8.1.

KARBONILO TALDEA.

\

da.

Aldehido

NH'X4

arnonio gatz inoc

e t a zetonen e z a u g a r r i k i m i k o a k a r b o n i l o taldea

Aldehidoetan,

e t a hidrogeno b a t i

1-

s a i lean ikasten d i r a .

13.5.-

C=O

da,

Haluroa soberan era-

b a d a , azkenengo emai tza arnonio k u a t e r n a r i o gatza izaten da. ICH3 NH3-CH

0

(13. l.1/2.atalean)

ikusitakoa

arninen lorbide-rnetodo bezala e r a b i l tzen da.

:bi l tzen

Alkilazio-erreakzio

karboni lo

taldea e r r a d i k a l

l o t u t a dago (H-CHO-n

izan ezik).

r r i z , bi e r r a d i k a l h i d r o k a r b o n a t u r i l o t u t a egoten da.

hidrokarbonato Zetonetan,

be-

-

Aldehidoak

R-

edo

R-CHO

HH

C=O

@-(f

Zetonak

RR"

edo

R-CO-R '

l '

,a

d

HCHO

v; CH3CHO

Q

13.5.Irudia:

C=O

Aldehido e t a zetonaren egiturak.

Horrela,

aldehidoetan k a r b o n i loa b e t i k a t e a r e n rnuturrean

dago eta zetonetan e r d i a n .

Karboni lo taldearen >C=O t u r a b i k o i t z a r e n a bezalakoa da; osatua.

Baina

bien

e g i t u r a elektronikoa, >C=C=

lo-

hots, U l o t u r a b a t eta ll l o t u r a batez

arteko diferentziarik

handiena,

elektronegatibotasun h a n d i a duenez gero, >C=O

oxigenoak

hain

l o t u r a i r a u n k o r k i po-

l a r i z a t u a dagoela da.

Karboni lo rreakzioak C-ren

dira,

gainean

taldearen e r r e a k z i o r i k ezaugarrienak adizio-e-

lotura

bikoitza b a t i

duen k a r g a

dagokion

p a r t z i a l posi t iboak,

bezala.

Karboni loak

e r r e a k t i bo nukleoza-

leen adizioak b u l t z a t u egiten d i t u .

Kate hidrokarbonatuei

elek troien a r t e k o aldarapenak k a r -

bonoaren k a r g a p a r t z i a l pos¡ t iboa. n e u t r a l izatzeko joera du; k a r b o n i loaren p o l a r t a s u n a qutxiagotzekoa. nak

-

b a i n o erreaktibotasunagoak

hauxe izango da:

izaten

h a u da,

Honeqat i k aldehidoak zeto-

dira.

Erreaktibotasun-ordena

13.6.-

ALDEH l DO ETA ZETONEN ERREAKZ 1 OAK.

E r r e a k z i o hauetan n i loaren k a r b o n o a r i

,

e r r e a k t iboaren a l d e n e g a t i boa karbo-

lotzen den b i t a r t e a n ,

i z a n o h i d a ) oxigenoan lotzen da.

a l d e posi tiboa

(H atornoa

Adizioa e g i n ondoren )C=O

lotura

b i k o i t z a desagertu egiten da.

13.6.1/1.etab.

Aldehido e t a zetonek sodio b i s u l f i t o a ,

hidrogeno

zianuroa,

adizionatzen dituzte. 6+ 6N D H S O ~ - ~ R'C A'

+

6+6HCN

-

R\ S L

/OH -S03H

'y

OH CN

Goikoak konposatu disolbaezinak d i r a , e t a h i d r o l i s i a z has i e r a k o konposatu k a r b o n i l i k o a k

birrernaten dituzte.

Behekoak a l d i z ,

b i t a r t e k o p r o d u k t u a k d i r a , eta n i t r i l o taldea a z i d o t a r a h i d r o l isatzeko erraztasunagatik

(-CN4COOH)

azidoak sintetizatzeko i n t e r e s g a r r i a k

dira.

Alkoholen a d i z i o a k

hemi azetalak

ematen d i t u eta hauek,

a l k o h o l a soberan i z a n i k , u r - g a l tze batez, kondensazioa jasaten dute, azetal osoa l o r t u a r t e .

Azetalek dira.

Konposatu

eterren

antzeko

biologikoetan

jokaera

agertzen

dute,

dira:

eta

oso geldoak

glukosan,

almidoian,

azido nuk leikotan, etabarretan.

13.6.1/2.-

Karbonilo taldean e g m i k c beste adizio-erreakzioek

k u l a baten galera dakarte.

ur-mole-

Honelako erreakzionak amoniakoaren deri -

b a t u batzuk ematen dituzte: hidroxilaminak NH20H,hidrazinak NH NH 2 2' f e n i l h i d r a z i n a k C H NHNH2; amina primarioak RNH2; etab. 6 5

R

I R'-C=O

R I

+ H,N-NH,

+ II

N-NH, Adizio hauetan,

NH -ren 2

hidrogeno bat beti oxigeno k a r -

boni l ikoarekin lotzen da.

Emai tza guztiak 3C=N- taldea dute.

13.6.2.-

Oxidazio/erreduziozko erreakzioak

Karboni l o dkiteke,

alkohol

taldearen

primario

.

erredukzioa

edo

hidrokarburotaraino

sekundarioetatik

pasatuz.

he1

Aldehidoek

b e r r i z , azidotara oxida dai tezke.

R-CHO

13.7.-

organikoek

dute. Talde

r i k a u r k i tzen d i tugu, gero,

R-COOH

KARBOX 1 LO TALDEA.

Azido

-C

OX'-

beren

molekuletan

k a r b o x i lo

taldea

honetan k a r b o n i l o eta h i d r o x i l o taldeak e l k a r t u b a i n a euren arteko eragina h a i n hestua denez

talde berezi batek bezala jokatzen du,

berezko ezaugarriekin.

HCOOH

13.6.Irudia:

CH3COOH

Azido formikoa e t a azetikoa-ren egiturak.

h p i e t a t e r i k garrantzitsuena izaera azidoa da.

+ H

loren OH taldeak

Karboxi-

konposatzen uzten du, a l k p h o l ' e t a fenolek baino

erraztasun gehiagoz karboniloak erakarpen elektroniko handia eragiten du, O-H loturaren polartasuns gehituz.

R-C

betetzen,

O, O-H

H

+


+ ["-c

Honez gainera, k a r b o x i lato anioiak ez du R-c *O- formula - 0 karbonoa eta oxigenoaren arteko distantziak berdinak dire-

l a experimentalki U lotura b i k

frogatu bait

da.

lkusten denez,

k a r b o x i l o taldea

(C-O l o t u r a k ) eta H lotura deslekutu batek (O-C-O e l k a r

tzen dituena) osatzen dute,

eta azken honek

H+ ioiaren i r t e e r a asko

errazten du.

Ordezkatzai leek azi dotasunean eragi ten dute. Elek troi-erakarleak

badira

(CI) gehiagotu egiten dute;

aldiz,

elektroi-emaileak

b a d i r a ( R ) gutxiagotu egi ten dute.

CICH2-COOH

Azidotasun:

Ka=1,4.10

-3

>

HCOOH

~a=1

>

CH3-COOH k=1,8.10- 5

Serie

arruntaren

azidoak

ahulak

d i r a euren konstanteak

1 0 - ~ - r e n rnai l a k o a k d i c e l a r i k .

Bestalde, dagoenez

gero

h i g i d a i tekeez,

karbonoaren

(karboni lo bezala)

gainean eta

karga

partzial

positiboa

h i d r o x i l o ta ldea erraztasunez

a z i d o k a r b o x i l i k o e n e r r e a k z i o r i k e z a u g a r r i e n a OH t a l -

dearen ordezkapen nukleozalea da.

Adibide

gisa,

azil

haluroak

aipa

daitezke.

h a u e k k a r b o x i l o f u n t z i o a r e n OH t a l d e a h a logeno-atomo

Konposatu

batez ordezka-

t u z l o r t z e n d i r a , e t a s i n t e s i o r g a n i k o t a n a s k o e r a b i l t z e n d i r a azidoen ordez

.

13.8.-

13.8.1

AZIOOEN ERREAKZIOAK.

.- Azido/base

13.8.1/1.dute,

erreakzioak.

Metal e t a b a s e e z o r g a n i k o e n a u r r e a n a z i d o b e z a l a j o k a t z e n

g a t z a k emanez.

R

13.8.1/2.hauek

-

~

0

Basea amoniakoa

0 K - R~

denean,

-

~ COOK ~ + H20 ~

0

~

arnonio g a t z a k sortzen d i r a e t a

b e r o t z e r a k o a n d e s h i d r a t a t u e g i ten d i r a arnida p r i m a r i o a k e r a -

tzeko.

Azkenengo k a s u h o n e t a n d e s h i d r a t a z i o a a r e a g o j a r r a i zakegu,

b a l d i n t z a gogorretan,

n i t r i l o a k l o r t u arte.

de-

Nitriloen noko h i d r o l i s i a da,

erreakziorik

erabiliena azido karboxilikoetarai-

aurreko erreakzioaren alderantzizkoa,

R-CN

H2°

alegia.

R-COOH

-NH 3 13.8.1/3.gatzak

Basea lortzen

amina

dira

eta

d i r a (13.7.irudia).

CH CH COOH + NH2CH3 3 2

( p r i m a r i o edo

sekundarioa)

hauek

a m i d a N-ordezkatuak

-

13.7.Irudia:

berotuz

Adibidez,

amonio eratzen

-

+ -H20 CH~CH~COO-NH~CH~

CH3CH2CONHCH3

Amida eta e s t e r talegi turak

.

Diazido eta diamina b a t baditugu, dezakegu.

denean

poliamida b a t sintetiza

n y Ion-a p r o z e s u honen b i d e z s i n t e t i z a t u r i k o p o l i 2

mida da.

1

-(cH~)~-NHpoliamida

H

(nylon-a)

Proteinak,

materia b i z i a r e n o i n a r r i z k o substantziak,

pol

ia

midak d i r a k i m i k o k i .

Azido bat

eta

eta

u r a ematen

alkohol dute.

batek

erreakzionatzen dutenean . ester

Prozesu h a u

i t z u l g a r r i a da eta a l k o h o l a

p r i m a r i o a denean errazago burutzen da. esterifikazioa Azidoa

+

-

alkohola

esterra + u r a

hidrolisia

R-CO

Azidoen

--@i-+-s

O-Rt

-

R-COO-R1+H20

OH taldearen ordezkatze-erreakziorik

inportantea-

r e n a da.

Diazido eta d i a l k o h o l e t i k

a b i a t u z , poliester b a t l o r daite-

ke. Honelakoak d i r a dakrona edo " t e r g a l a "

Koipe luzeko

azido

eta

ol ioak,

organikoetatik

azido k o i p e t s u saturatuez doak d i r a ; olioak,

ostean,

likido datozen

(palmitiko,

izeneko zuntzak.

arruntenak, ester

f 1 izerina

naturalak

esteariko,etab.)

azido i n s a t u r a t u a k

dira.

eta

kate

Koipeak,

o s a t u r i k o soli-

(oleiko,etab.)

dituzten

likidoak dira.

Koipe edo o l i o b a t ur-disol&io nean, ester taldeak h i d r o l i s i a jasatzen du,

b a s i k o batez berotzen de% a p a i i f i k a z i o a W deritzona

azido koipetsuen gatz a l k a l i n o a k l o r t u z , xaboiak,

alegia.

R

- COO-CH, l

R'- COO-CH

I

R"-COO-CH,

R -COONa

CH,OH

R-COONa

CH,OH

+ I + 3NaOH -"Q, R1- COONa + CHOH + I

KONPOSATU ORGAN 1 KOEN PROP l ETATE F I SI KOAK.

13.9.1

.- Urtze-

eta irakite-puntuak.

Ondorengo faktoreek b a l d i n t z a t z e n dituzte.

13.9.1/1.-

Katearen n e u r r i a .

Urtze- (P ) eta i r e k i t e - p u n t u a k (Pi) albo-taldea luzetu u a l a handiagotzen d i r a , Van der Waals-en i n d a r r e n gehikuntzaren ka! saz.

l3.9.1/2.-

Paketatzea.

Molekulen geometriak paketatze ona e r r a z t e n b a d u (C H CI, 6 5 HCH0,etab.) erakarpen-indarrak sendotuz, molekulak gehiago h u r b i l daitezke eta b i d e berean P -ak U

errazago

p a k e t a d a i tezkeen

ikurka-makurkazko

grafiko

ere b e r d i n gertatzen da,

karbono-kopurua p a r e a duten azidoak

bezala, bat

urtze-puntuak

baizik

ez dute a r a u r i k ,

(13-1 . T a u l a ) .

b a i n a ez h a i n nabarmenki

Beste

serietan

(13.8.irudia).

13-1.TAUi.A:

Zenbait azido karboxilikoren ezaugari-i fisikoak. Izena

Izen arrunts Pu

Pi

( O C )

-22

1 1 1

palmitiko

63

1

esteariko

70

metanoiko

formiko

8.4

etanoiko

azetiko

16.6

propanoiko

propioniko

butanoiko

butiriko

pentanoiko

balerianiko

hexanoiko

kaproiko

hexadek.gnoiko oktadekanoiko

1

tasuna ( O C )

(lmg

142

1 1 1

268

1 disolbaezina

287

(disolbaezina

101 118

osoa osoa osoa

bentzeno-karboxiliko bentzoiko

13.8.Irudia:

13.9.113.-

Alkanoen P eta Pi-en aldakuntzak kateau ren neurriarekiko

Taldeen polartasuna. Molekulek ta lde polar bat badute, euren arteko erakarpe-

na nabariagoa izango da, P u eta Pi-ak gehituz. Horregatik aldehido eta zetonen urtze- eta irekite-puntuak dagozkien

hidrokarburoenak

HCHO eta

CH3CH0 dira

baino al tuagoak

gasak )

.

izaten dira

(bakarrik

Ni trokonposatuak polarragoak

dira,

eta beren Pi-ak pisu molekular berdineko alkoholen antzekoak dira.

Beste horrenbeste esan dezakegu nitriloetaz, -CN taldearen polartasun handiarengatik.

Dakigunez, Hidrogeno-loturen agertzeak P u eta Pi-ak gehiagotzen ditu (13-2.Taula). 13-2.TAUi.A: Hidrogeno-loturaren eragina urtze- eta irakite-puntuetan. Konposatuak

1Hidrogeno-lotura

,~satzenduen

Ezaugarriak

talder

Alkoholak

Pu eta Pi-ak antzeko pisu molekularreko hidrokarburoenak baino askoz altuagoak.

Etierrak

Hegaskorrak, batez ere lehengokoak.

Anlinak

Hidrogeno-lotura ahulak Pu eta Pi alkohc lenak baino baxuagoak

Azidoak

Akoholenak baino hidrogeno-lotura sendopgoak.Elkarketa molekularrak.Pu eta Pi-al alkoholenak baino altuagoak.

Esterrak

Pu eta Pi-ak dagozkien azidoenak baino bi xuagoak. Likido eta solidoak.

Amidak

Hidrogeno-lotura oso sendoak,Pi-ak dagoz. kien azidoenak baino altuagoak.

t

Sol ido eta l ikido egoeran, alkohol eta fenolen molekulak euAen

arteko kateak eratuz aurk i tzen dira, hidrogeno-loturen bidez

elkarturik.

Hori del? eta, P u eta Pi-ek dagozkien alkanoenak baino altuagoak dira (13-3.taula).

knela, etanoa -88,5OC-ko Pi duen gasa

den bi tartean, etanola 76OC-tara iraki ten duen

.

arrunt guzt iak l ikidoak giro-tenperaturan)

l ikidoa da

(alkohol

Aminetan (lehen bi

hidrogeno-loturak

arninak gasak

dira).

N atomoarekin ahulagoak dira

Hala ere, azidoen hidrogeno-loturak

alkoholenak baino indartsuagoak dira O H taldea polarizatuagoa dagoz lako. Gai nera , lotura hau karbonikoaren oxigenoaz osotzen da, dimero bat eratuz.

O...H-O R-C

, C-R

04...O 13-3.TAULA: Zenbait konposatu organikoren propietate fisikoak.

Izena

Disolbagarritasun g /lo0 g ur

Pisu molekularra

Metanoa Etanoa Propanoa Butanoa Bentzenoa Bromoetanoa Metanola Etanola n-hexanola Fenola Dietil eterra Metilamina Anilina Formaldehidoa Azetaldehidoa Butanala Azetona Butanona

Disolbaezina ll $1 $1 II

0.9 Oso disolbagarria II

096 9.3 7.5 030 disolbagarria 0.8 Qso disolbagarria Il

&o

3.7 disolbagarria 25.9

Egitura hauek lurrun egoeran ere irauten dute eta azido karboxi l ikoen P u eta Pi-ak pisu molekular berdintsuko alkoholak b a i no handiagoak dira (13.9.irudia).

13.9.Irudia:

13.9.2.-

Zenbait s e r i e r e n irakite-puntuak karbono-atomo kopuruarekiko.

D i s o l b a g a r r i tasuna. Beheko f a k toreek b a l d i n t z a t z e n dute:

l3.9.2/1.-

Talde f u n t z i o n a l a .

Konposatu organikoek eta

beren

polartasuna

organikoetan

handiegia

disolbagarriak

dira

uratan

ez

dira.

-molekulek i n hidrogeno-loturak go

izaera

ionikorik

denez,

Talde

ez

gehienak

dutenez

gero,

disolbatzaile

f u n t z i o n a l baten bidez u r

forrnatzeko ga i d i r e n a k b a k a r r i k izan-

disolbagarriak.

Talde

horri

t a l d e h i d r o g i l o esaten

B a l d i n t z a h a u betetzen ez dutenez,

h i d r o k a r b u r o a k konpo-

zaio.

s a t u halogenodunak,esterrak,etab.' baina

bai

organikotan

(gas01 i n a k ,

bentzonoak,

giro-tenperaturan

disolbagarriak.

izango d i r a uretan,

Konposatu h a u e t a t i k

batzuk

k a r b o n o ( I V ) k l o r u r o a k e t a e t i l o azetatoak)

l i k i d o a k d i r a eta d i s o l b a t z a i letzat e r a b i ltzen d i r a .

Ostean,

alkohol

azido eta

osa d i tzakete hidrogeno-loturak, Bestalde,

aminek ur-rnolekulek i n e r r a z k i

uretan disolbagarri izanik.

e t e r r a k b e r a i e n molekulen a r t e k o hidrogeno-lotu-

r a k e z i n osa ditzaketenez, geno-atomoaren

disolbaezinak

ur-molekulekin

b i d e z (13.lO.irudia).

sortzen d i t u z t e beren oxi-

13.10.Irudia:

Berdin

gertatzen

Ura e t a eter-molekulen arteko hidrogeno-loturak.

zaie

a l d e h i d o eta

eta alkoholen t a r t e k o d i s o l b a g a r r i t a s u n a

zetonei

eta

zetona

guztiak

uretan

hidrokarburo

dutelako.

l k u s i t a k o a k ez d u esan n a h i alkohol, aldehido

,

azido,

disolbagarriak

arnina, eter,

direnik.

Badago

d i s o l b a g a r r i t a s u n - m u g a b a t k a t e a r e n tamainak j a r r i t a k o a .

13.9.2/2.-

Katearen n e u r r i a .

Edozein k a t e h i d r o k a r b o n a t u a k loa du.

Beraz,

k a t e a r e n b a t eta

izaera hidrofobo eta l i p o f i -

luzeagoa i z a n ,

uretan disolbagarri-

tasun g u t x i a g o a izango dute b a i n a d i s o l b a t z a i l e organikoetan h a n d i ? goa

. Serie

bateko

lehenengoko konposatuak

bakarrik

dira

ure-

t a n d i s o l b a g a r r i a k , eta d i s o l b a g a r r i t a s u n a g u t x i a g o t u egiten da iza? ra

hidrofoboa

h a n d i tzen

den

g u z t i e t a n disolbatzen d i r a baezinak

dira.

baina C -etik S

tuzten

Hiru

hiru

lehen azi doak proportzio

8

lehen a l k o h o l a k ere g u z t i z

aurrerakoak

alkoholak

hei nean;

uretan baina C -tik

ez.

aurrerakoak

i a disot-

disolbagarriak

dira,

Talde h i d r o x i l o b a t b a i n o gehiago d i -

ez dute a r a u h a u betetzen

p o l i a l k o h o l a g u z t i z d i s o l b a g a r r i a da.

(CH3CHOHCHOHCH2CH2CH3)

+ RCOO-Na .

Xaboi

a r r u n t a k a t e luzeko azido baten gatz a l k a l i n o a da k a t e h i d r o k a r b o n a t u hidrofobo (edo l i-

Xaboiaren a n i o i a k

p o f i l o ) luze batez osoturik daude, dutelari k

.

muturrean t a l d e h i d r o f i l o a (-COO-)

Xaboiaren ahalmen detergentea

i z a e r a b i k o i tza honi esker

azaltzen da:

1

.- Kate

hidrokarbonatuak,

l i p o f i loak,

koipezko t a n t a k -zikintasuna-

r e n sortzai leak- disolbatzen d i t u .

2.-

Karboxi l a t o du,

ioiak,

h i d r o f i loak,

koipe-tanta

uretan

disolbatzen

sistema osoa g a r b i t z e n a r i den ehunetik b a n a t u z (13.11 . i r u -

dira).

hidrokarbonatua HOH

..

Koipe

.

C m . . HOH

13.ll.Irudia:

13.9.3.-

Xaboiaren garbi-ekintza.

E z a u g a r r i organoleptikoak.

Konposatu fruitu-kain

atsegina

askoren

usa¡ n a k

i z a n ohi dute;

g a r r i a duten bi t a r t e a n a l tuenak -usaina zeak

dutelako;

oso

bereziak

perfumegintzan e r a b i l tzen d i r a lore-

aminen lehen gaiek a r r a i n - u s a i n a

koipe-i t x u r a k o

sol idoak

d i r a eta

s a i n b i z i k o l i k i d o a k (13-4.taula).

d i r a : esterrek

a l d e h i d o baxuek u s a i n asalda-

C

9-

dute;

azido l u -

t a r a i n o k o azido motzak u-

11-4.TAULA: Zenbait esentzia naturalen esterrak. ESENTZIAK

USAINA EMATEN DIETEN ESTERRAK

Albarikokea

Etilo eta amilo butiratoak

Koinaka eta ardoa

Etilo heptanoatoa

Magurdia

Isobutilo formiato eta azetatoa

Jazmina

Bentzilo azetatoa

Sagarra

Isoamilo isobalerianatoa eta etilo butirato eta propionatoa

Muxika

Etilo formiatoa, butirato eta isobalerianatoa

Laranja

Banana

O tilo azetatoa Isioamilo azetatoa Metilo, etilo, butilo eta isoamilo butiratoak Amilo eta isoamilo azetatoak eta isoamilo isobalerianatoa

Rona

Etilo formiatoa

Arrosa

Etilo butirato eta nonanoatoa eta amilo undezilatoa

Mahatsa

Etilo formiato eta heptanoatoa.

Madaria Anana

AR I KETAK.

13.1

.- Ordena

itzazu,

txikitik

handira,

u r e t a n duten d i s o l b a g a r r i t a -

sunaren a r a b e r a h u r r e n g o substantziak:

13.2.-

a ) Butanona

c ) Klorometanoa

b ) Dieti l e t e r r a

d ) E t i lamina.

H i d r o k a r b u r o aseen formula o r o k o r r a CnH2n+2 b a d a , zein izango d a amina p r i m a r i o aseena?.

13.3.-

1-Butanol,

2-butano1 eta e t a n o l a r e k i n b a k a r r i k n o l a l o r litezke

CH COOC4H9 formuladun b i ester isomero?.Ekuazioak 3 13.4.-

Hurrengo konposatuen

artean

esan

zeinei

idatzi.

dagozkien f u s i o eta

i r a k i te p u n t u r i k handienak eta t x i k i e n a k :

a ) b u t i lamina

e) karbono (VI ) kloruroa

b ) a z i d o pentanoikoa

f ) etanola

C )

g ) azido 1,4-butanodioikoa.

etanoa

d ) a z e t o n i t i loa

13.5.-

I d a t z ezazu k o i p e b a t e n saponifikazio-erreakzioa.

13.6.-

ldatz

ezazu

etilo

bromuroak

erreakzioaren ekuazioa

13.7.-

.

amoniako

soberaz

ematen

Nola l i b r a l iteke 1-bromobutanoa azido butanoikoa?.

duen