Divalente syrer + ækvivalenspunkter

                    HOOC-CH₂-COOH   +   H₂O   <--->   HOOC-CH₂-COO^-   +   H₃O⁺   

                                       pH = pK_s1 + log((1-x)/x)                     x er syrebrøken

                    HOOC-CH₂-COO^-   +   H₂O   <--->   ^-OOC-CH₂-COO^-   +   H₃O⁺

                                       pH = pK_s2 + log((1-x)/x)                     x er syrebrøken                     

Hvilke værdier er det jeg skal indsætte i syrebrøken?

Og jeg skal da ikke beregne pH ud for både ka1 og ka2?

a) "Redegør for, at man nu har nået det 2. ækvivalenspunkt i titreringen,"

viser at du har udeladt dele af opgaveteksten

Hovs, min fejl. Men hvordan skal jeg gøre rede for, at der er en base til stede? Delopgaven før denne opgave, der bliver jeg bedt om en redegørelse for, hvordan der er en amfolyt til stede i opløsningen? Kan du hjælpe me d det :)

Opgaven har flere oplysninger:

20,0 mL af den 0,100 M opløsning af malonsyre titreres med en 0,100 M opløsning af NaOH. Først
tilsættes 20,0 mL NaOH-opløsning.

3) a) Redegør for, at man nu har nået det 1. ækvivalenspunkt i titreringen, og at der er en amfolyt
tilstede i opløsningen. Den relevante reaktionsligning skal opskrives.

b) Udregn pH i denne opløsning.
 

Jeg har brugt den oplysning som mathon er kommet med i svar 1. Jeg tegner bjerrumdiagremt for den divalente syre og agumentere ud fra at da vi ved at det er en divalent syre så vil det første ævivalenspunkt fremkomme når syrens første proton har reageret med basen., dvs. når den har opbnrugt sin første Ka-værdi. Da vi ved at pKa = -log(Ka), aflæser jeg på bjerrumdiagramet ved 0.5 på y-aksen at vi er i det begyndende område for amfolyten. ud fra bjerrumdiagramet kan vi også se at der en amfolyt  tilstede. 

Når vi skal udregne pH i det efterfølgende spørgsmål er jeg lidt lost. men tænker jeg skal regne det ud som en amfolyt ved at sige pH= 1/2*(pKa1+pKa2). Meen synes bare ikke det stemmer overens med mit bjerrumdiagram da pH ved det første ækvivalenspunktet er 2.9 ud fra mit bjerrumdiagram. 

efter nye oplysninger:

       den divalente malonsyre

                                  n(H⁺) = 2·n(malonsyre) = 2 · (0,020 L) · (0,100 mol L^-1)  = 0,004 mol

fordelt som
                                 0,002 mol H⁺ som   HOOC-CH₂-COOH
og
                                 0,002 mol H⁺ som   ^-OOC-CH₂-COOH

tilsætning af
20,0 mL 0,100 M NaOH-opløsning

                                 n(OH^-) = (0,020 L) · (0,100 mol L^-1)  = 0,002 mol OH^-

neutraliserer netop _{(= standser ved 1. ækvivalenspunkt)}
                                 
                                 HOOC-CH₂-COOH's 0,002 mol H⁺

                                 HOOC-CH₂-COOH   +   OH^-   --->   ^-OOC-CH₂-COOH   +   H₃O⁺

hvorfor der resterer
                                  0,002 mol ^-OOC-CH₂-COOH, som er en amfolyt
hvis pH
beregnes af
                                 pH = (1/2)·(pK_s1 + pK_s2) = (1/2)·(2,9 + 5,7) = 4,3

.


 

amfolyt i detaljer
 

da en amfolyt
både kan reagere som syre og som base
har den
                    både en korresponderende syre S
            og
                   en korresponderende base B

for en ideel amfolyt, der er lige så stærk som syre som den er som base
haves

                          S   +   H₂O   <--->   Amf   +   H₃O⁺           og       [Amf] · [H₃O⁺] / [S]  = K_s(S)

                          Amf   +   H₂O   <--->   B   +   H₃O⁺           og       [B] · [H₃O⁺] / [Amf]  = K_s(Amf)

hvoraf for produktet
                                          K_s(S)·K_s(Amf)  =  ([Amf] · [H₃O⁺] / [S]) • ([B] · [H₃O⁺] / [Amf])

                                          [H₃O⁺]² · ( [B] /  [S] ) = K_s(S)·K_s(Amf)
og
               [B]  ≈  [S]
dvs
                                         [H₃O⁺]² = K_s(S)·K_s(Amf)                         som ved logaritmering giver

                                         2·log( [H₃O⁺] ) = log(K_s(S)) + log(K_s(Amf))

                                          -log( [H₃O⁺] ) = (1/2)·(-log(K_s(S)) + (-log(K_s(Amf))))

                                          pH = (1/2)·(pK_s(S) + pK_s(Amf))

Denne formel til bergning af pH i en amfolyt viser, at pH er uafhængig af amfolytkoncentrationen - som dog ikke bør være meget lille - og at pH-værdien kan beregnes
som
                   gennemsnittet af pK_s-værdierne for amfolyttens korresponderende syre og for amfolytten.

korrektion til #8

hvis pH
beregnes af
                                 pH = (1/2)·(pK_s1 + pK_s2) = (1/2)·(2,9 + 5,7) = 4,3

rettes til

hvis omtrentlige pH
beregnes af
                                 pH = (1/2)·(pK_s1 + pK_s2) = (1/2)·(2,9 + 5,7) = 4,3

da
                                 ^-OOC-CH₂-COOH's pK_s = 5,7 og pK_b = 11,1 ligger noget langt fra hinanden
og viser
at
                                 ^-OOC-CH₂-COOH er langt stærkere som syre end som base                                                              
                                 

sidste del af opgaven
               se
https://www.studieportalen.dk/Forums/Thread.aspx?id=1076047&goto=1076118#1076118

mathon:

i spørgsmål 2 skal man udregne ph værdi i en 0,100 M opløsning af malonsyre..hvordan gør vi det? du har skrevet det op ved din første kommentar, men hvordan skal jeg finde x? skal man ikke give hvad ph værdien bliver? jeg ved ikke hvordan jeg kan finde x..

HOOC-CH2-COOH   +   H2O   <--->   HOOC-CH2-COO-   +   H3O+  

                                       pH = pKs1 + log((1-x)/x)                     x er syrebrøken



                    HOOC-CH2-COO-   +   H2O   <--->   -OOC-CH2-COO-   +   H3O+

                                       pH = pKs2 + log((1-x)/x)                     x er syrebrøken

HVORDAN jeg jeg finde x? når min eneste oplysninger er 0.100 M og vor 2 Ka

Betragt den divalente syre malonsyre, HOOC-CH2-COOH. Malonsyre har Ka-værdierne 1,4•10−3 og
2,0•10−6.
2) Udregn pH i en 0,100 M opløsning af malonsyre.HOOC-CH2-COOH + H2O <---> HOOC-CH2-COO- + H3O+
pH = pKs1 + log((1-x)/x)      x er syrebrøken
HOOC-CH2-COO- + H2O <---> -OOC-CH2-COO- + H3O+
pH = pKs2 + log((1-x)/x)      x er syrebrøken

20,0 mL af den 0,100 M opløsning af malonsyre titreres med en 0,100 M opløsning af NaOH. Først
tilsættes 20,0 mL NaOH-opløsning.
3)
a) Redegør for, at man nu har nået det 1. ækvivalenspunkt i titreringen, og at der er en amfolyt
tilstede i opløsningen. Den relevante reaktionsligning skal opskrives.
b) Udregn pH i denne opløsning.
Der tilsættes yderligere 20,0 mL NaOH-opløsning.
4) a) Redegør for, at man nu har nået det 2. ækvivalenspunkt i titreringen, og at der er en svag
base tilstede i opløsningen. Den relevante reaktionsligning skal opskrives.
b) Udregn pH i denne opløsning.

her opgaven

3)
       b)
               efter 2. titrering
               haves
                    60 mL opløsning indeholdende 0,002 mol  ^-OOC-CH₂-COO^- og 0,004 mol Na⁺

                    [CH₂(COO^-)₂] = (0,002 mol) / (0,060 L) = 0,0333 M

               pK_b(CH₂(COO^-)₂) = 14 - 5,7 = 8,3

          
                          pOH = (1/2)(pK_b - log(c_b)) = (1/2)(8,3 - log(0,0333)) = 4,9

                          pH = 14 - pOH = 14 - 4,9 = 9,1

er det 3b eller 4b du har regnet?

hvad med opg 2) er den regnet rigtigt? eller hvordan kan man finde ph der i 2'eren?

hvilke formel bruger du for at finde ph i 2, 3b,4b?

jeg refererer til #0's tekst

#8

     HOOC-CH₂-COOH   +   OH^-   --->   ^-OOC-CH₂-COOH   +   H₂O