pH og koncentration

c) Benzoesyre er en svag syre, der derfor med dens korresponderende svage base - benzoatanioner - vil danne et buffersystem; udnyt derfor bufferligningen givet ved:
pH = pK_a+ log([B]/[A]) 
hvor B repræsenterer basen og A syren; dvs.:
pH = pK_a + log([C₆H₅COO^-]/[C₆H₅COOH])
Dvs.:
[C₆H₅COO^-]/[C₆H₅COOH] = 10^(pH-pK_a) 
Beregn da forholdet mellem de to korresponderende protolytter ved de to pH-værdier.

d) Ud fra forholdene beregnet i c) kan du afgøre dette. Vi får netop givet, at benzoesyren er skyld i den konserverende effekt; m.a.o. må opløsningen have den største konserverende effekt ved den pH-værdi, hvor der en størst forekomst af benzoesyre - dvs. hvor forholdet [C₆H₅COO^-]/[C₆H₅COOH] er mindst.  

udtrykt med Bjerrums syrebrøk
                                                            x = [C₆H₅COOH] / c([C₆H₅COOH)    

   

                                                         C₆H₅COOH _(aq)   +   H₂O _(l)   --->   C₆H₅COO^- _(aq)   +   H₃O⁺ _(aq)
molære koncentrationer                         x•c_s                                             (1-x)•c_s

       hvoraf som i #1
                                                             pH = pK_a + log(c_b/c_s) = 4,18 + log((1-x) / x)

       hvoraf
                                                             x = (1+10^pH-4,18)^-1

                                                             pH           benzoesyre       benzoationer

                                                             4,0               60,2%               39,8%

                                                             6,0               1,5%                 98,5%
        

Tusind tak til jer begge! :)