Kemi

Hvilken formel skal man bruge?

19. september 2014 af Sangi (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Spørgmålet lyder:

Eddikesyre, CH3COOH, har en syrekonstant på 1,76*10^5.

Hvor mange ml 0.100 M naoh skal tilsættes til 100 ml 0.100 M eddikesyre for at pH blive 5.00.

Hvilken skal man bruge? og hvordan ved man hvad man skal gøre?

Brugbart svar (0)

Svar #1
20. september 2014 af Heptan

Eddikesyre er en svag syre. NaOH og eddikesyre reagerer jævnfør følgende reaktionsskema:

NaOH(aq) + CH₃COOH(aq) → NaCH₃COO(aq) + H₂O(l)

De to molekyler reagerer fuldstændigt med hinanden. Derfor vil der gælde følgende:

c(NaOH) = [CH₃COO^-]

Vi er interesserede i at finde ud af, hvad denne koncentration må være lig med for at opfylde betingelserne. Hertil benyttes pufferligningen:

$pH=pK_s+log(\frac{n_b}{n_s})$

$5=4,76+log(\frac{n_b}{(0,1\cdot0,1)-n_b})$

$\Leftrightarrow n_b=0,006347433350523171$

Dette er den aktuelle stofmængde af acetat i opløsning (og den formelle stofmængde af NaOH der blev hældt i opløsningen).

Dette tilsvarer et volumen af NaOH på

V = n/c = 63,5 mL

hvor c er 0,100 M

Brugbart svar (0)

Svar #2
20. september 2014 af Heptan

I #1 antager jeg at

n_b = n(OH)

hvilket er en rimelig antagelse, da der er tale om en svag syre, der ikke i nævneværdigt omfang dissocierer.

Det er dog mere hensigtsmæssigt at beregne stofmængden af svag base der i forvejen er i svag syreopløsningen. Dette gøres ved at sætte svag syreformlen lig med pufferligningen.

Følgende er kun gældende for den svage syreopløsning

$\frac{1}{2}(4,76-log(0,1))=4,76+log(\frac{n_b}{(0,1\cdot0,1)-n_b})$

$\Leftrightarrow n_b=0,0001301104836375208$

$n_s=(0,1\cdot0,1)-n_b=0,00986988951636248$

Heraf kan den ønskede stofmængde natriumhydroxid beregnes som en ændring x i stofmængden af syren.

$5=4,76+log(\frac{n_b+x}{(0,1\cdot0,1)-n_b-x})$

$\Leftrightarrow x=0,00622$

Dette tilsvarer et volumen af NaOH på 62,2 mL.

Brugbart svar (0)

Svar #3
20. september 2014 af mathon

CH₃COOH _(aq) + OH^- _(aq) ---> CH₃COO^- _(aq) + H₂O _(l)

   stofmængdeforhold
   n(CH₃COO^-) : n(OH^-) = 1 : 1
   pufferligningen giver

Brugbart svar (0)

Svar #4
20. september 2014 af mathon

$\frac{n_b}{n_s}=10^{\, pH-pK_s}$

$\frac{n_b}{n_s+n_b}=\frac{10^{\, pH-pK_s}}{1+10^{\, pH-pK_s}}$

$\frac{n_b}{c(CH_3COOH)}=\frac{10^{\, 5,00-4,75}}{1+10^{\, 5,00-4,75}}=0,64$

$n(CH_3COO^-)=0,64\cdot (0,100 L)\cdot \left (0,100 \frac{mol}{L} \right )=0,0064\; mol$

$n_{NaOH}=\left (0,0064 \; mol \right )=V_{NaOH}\cdot \left ( 0,100\; \frac{mol}{L} \right)$

$V_{NaOH}=\frac{0,0064\; mol}{0,1\; \frac{mol}{L}}=0,064\; L={\color{Red}\mathbf {64\; mL}}$

..............

pK_s(CH₃COOH) = -log(1,76·10^-5) = 4,75

Svar #5
20. september 2014 af Sangi (Slettet)

Mange tak

Brugbart svar (0)

Svar #6
21. september 2014 af Heptan

mathon, vil der ikke i forvejen være acetat i opløsningen? Hvorfor ser du bort fra det?

#1 og #4 giver det samme svar, blot med forskellig pKs-værdi

For tilsat volumen 63,5 mL NaOH fås pH:

$pH=4,76+log(\frac{0,0001301104836375208+0,006350}{0,00986988951636248-0,006350})=5,03$

Brugbart svar (0)

Svar #7
21. september 2014 af mathon

Kun 1,3% af CH₃COOH'en er dissocieret.

Skriv et svar til: Hvilken formel skal man bruge?

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.