Kemi
Beregning af koncentration
17. april 2008 af
oddense (Slettet)
Hej!
Opløsning A: 0,200 M propansyre
Opløsning B: 0,100 M NaH2PO4
Opløsning C: 0,200 M NaOH
Der fremstilles 1 L pufferopløsning med pH = 6,85 ud fra opløsningerne B og C.
Den fremstillede pufferopløsning blandes med 1 mL af opløsning A. Herved ændres pH ikke mærkbart.
1) Beregn den aktuelle koncentration af ikke hydronolyseret propansyre i blandingen.
Hvordan skal denne opgave løses?
Opløsning A: 0,200 M propansyre
Opløsning B: 0,100 M NaH2PO4
Opløsning C: 0,200 M NaOH
Der fremstilles 1 L pufferopløsning med pH = 6,85 ud fra opløsningerne B og C.
Den fremstillede pufferopløsning blandes med 1 mL af opløsning A. Herved ændres pH ikke mærkbart.
1) Beregn den aktuelle koncentration af ikke hydronolyseret propansyre i blandingen.
Hvordan skal denne opgave løses?
Svar #1
17. april 2008 af mathon
som tidligere udledt i
https://www.studieportalen.dk/Forums/Thread.aspx?id=497227
men korrigeret for tastfejl:
pKs(H2PO4^(-)) = 2,12
pKs(HPO4^(2-)) = 7.21
pH = 6,85 = 2,12 + log[n(HPO4^(2-)/n(H2PO4^(-)], hvoraf
6,85-2,12 = log[n(HPO4^(2-)/n(H2PO4^(-)]
4,73 = log[n(HPO4^(2-)/n(H2PO4^(-)]
n(HPO4^(2-)/n(H2PO4^(-) = 10^4,73 = 53703 - og SÅ er der i hvert fald ikke tale om fortyndet opløsning længere ej heller om en puffer
så
mon ikke opgaveteksten SKULLE have været
"Opløsning B: 0,100 M natriumhydrogenphosphat Na2HPO4" ?
hvor beregningerne
så bliver:
pH = 6,85 = 7.21 + log[n(PO4^(3-)/n(HPO4^(2-)], hvoraf
log[n(PO4^(3-)/n(HPO4^(2-)] = 6,85-7.21 = -0,36
n(PO4^(3-)/n(HPO4^(2-) = 10^(-0,36) = 0,436516
1)
n(propansyre) = (1 mL)*(0,200 mmol/mL) = 0,2 mmol = 0,0002 mol
c(propansyre) = (0,0002 mol)/(1,001 L) = 1,998*10^(-4) mol/L =
ca. 2*10^(-4) M
af processen:
Na2HPO4 + NaOH --> 3Na^(+) + PO4^(3-) + H2O, ses at
1 mol dannet PO4^(3-)
ækvivalerer 1 mol forbrugt NaOH og 1 mol forbrugt Na2HPO4
n_b = n_s*0,436516
c_b*V_b = 0,436516*c_s*V_s
i de følgende ligningsberegninger skrives - for overskuelighedens skyld - talværdier uden enheder, men V regnes i mL og c i mmol/mL = mol/L
0,2*V_b = 0,436516*0,1*V_s, hvoraf
0,2*V_b - 0,0436516*V_s = 0
V_b + V_s = 1000........ som er to ligninger med to ubekendte i V_b og V_s
V_s = 820,4 mL og V_b = 179,2 mL
nu skrives atter med enheder!
hvoraf
n(PO4^(3-))_før = (179,2 mL)*(0,200 mmol/mL) = 35,84 mmol
n(HPO4^(2-))_før = (820,4 mL)*(0,100 mmol/mL) = 82,04 mmol
efter tilsætning af
1,00 mL 0,200 M propansyre, som HØJST frigiver
(1,00 mL)*(0,200 mmol/mL) = 0,200 mmol H3O^(+)-ioner
tvinges
HPO4^(2-) + H2O <--> PO4^(3-) + H3O^(+) mod venstre
så
n(PO4^(3-))_efter = (35,84-0,200)mmol = 35,64 mmol
n(HPO4^(2-))_efter = (82,04+0,200)mmol = 82,24 mmol
således at
pH_efter = 7.21 + log[(35,64 mmol)/(82,24 mmol)] = 6,846
https://www.studieportalen.dk/Forums/Thread.aspx?id=497227
men korrigeret for tastfejl:
pKs(H2PO4^(-)) = 2,12
pKs(HPO4^(2-)) = 7.21
pH = 6,85 = 2,12 + log[n(HPO4^(2-)/n(H2PO4^(-)], hvoraf
6,85-2,12 = log[n(HPO4^(2-)/n(H2PO4^(-)]
4,73 = log[n(HPO4^(2-)/n(H2PO4^(-)]
n(HPO4^(2-)/n(H2PO4^(-) = 10^4,73 = 53703 - og SÅ er der i hvert fald ikke tale om fortyndet opløsning længere ej heller om en puffer
så
mon ikke opgaveteksten SKULLE have været
"Opløsning B: 0,100 M natriumhydrogenphosphat Na2HPO4" ?
hvor beregningerne
så bliver:
pH = 6,85 = 7.21 + log[n(PO4^(3-)/n(HPO4^(2-)], hvoraf
log[n(PO4^(3-)/n(HPO4^(2-)] = 6,85-7.21 = -0,36
n(PO4^(3-)/n(HPO4^(2-) = 10^(-0,36) = 0,436516
1)
n(propansyre) = (1 mL)*(0,200 mmol/mL) = 0,2 mmol = 0,0002 mol
c(propansyre) = (0,0002 mol)/(1,001 L) = 1,998*10^(-4) mol/L =
ca. 2*10^(-4) M
af processen:
Na2HPO4 + NaOH --> 3Na^(+) + PO4^(3-) + H2O, ses at
1 mol dannet PO4^(3-)
ækvivalerer 1 mol forbrugt NaOH og 1 mol forbrugt Na2HPO4
n_b = n_s*0,436516
c_b*V_b = 0,436516*c_s*V_s
i de følgende ligningsberegninger skrives - for overskuelighedens skyld - talværdier uden enheder, men V regnes i mL og c i mmol/mL = mol/L
0,2*V_b = 0,436516*0,1*V_s, hvoraf
0,2*V_b - 0,0436516*V_s = 0
V_b + V_s = 1000........ som er to ligninger med to ubekendte i V_b og V_s
V_s = 820,4 mL og V_b = 179,2 mL
nu skrives atter med enheder!
hvoraf
n(PO4^(3-))_før = (179,2 mL)*(0,200 mmol/mL) = 35,84 mmol
n(HPO4^(2-))_før = (820,4 mL)*(0,100 mmol/mL) = 82,04 mmol
efter tilsætning af
1,00 mL 0,200 M propansyre, som HØJST frigiver
(1,00 mL)*(0,200 mmol/mL) = 0,200 mmol H3O^(+)-ioner
tvinges
HPO4^(2-) + H2O <--> PO4^(3-) + H3O^(+) mod venstre
så
n(PO4^(3-))_efter = (35,84-0,200)mmol = 35,64 mmol
n(HPO4^(2-))_efter = (82,04+0,200)mmol = 82,24 mmol
således at
pH_efter = 7.21 + log[(35,64 mmol)/(82,24 mmol)] = 6,846
Skriv et svar til: Beregning af koncentration
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.