test

Formål
At bekræfte at rektionsbrøken k=([?Ag(?NH?_3 )_2?^+ ]·[?Cl?^-])/?[?NH?_3]?^2 for reaktionen
?AgCl?_((s))+?2NH?_(3(aq))↔????Ag(NH?_3)?_2?^+?_((aq))+??Cl?^-?_((aq)) er konstant ved ligevægt, og at der er en sammenhæng mellem ovenstående ligevægtskonstant, og de to ligevægtskonstanter for de to reaktioner, som ovenstående reaktion er summen af.
Teori

Apparatur
Konisk kolbe, 100 ml
Lærerburette
Burette
Pipette, 10 ml med sugebold
Kemikalier
0,0500 M KCl
0,20 M AgNO3
1,00 M NH3

Opstilling

Fremgangsmåde
Først opsatte vi et stativ med to buretter på. Den ene burette fyldte vi med 0,20 M AgNO3, mens vi i den anden fyldte 1,00 M NH3. Så sørgede vi for, at der ikke var nogen luftbobler i burettespidserne, og derefter nulstillede vi dem. Derefter overførte vi 10,0 mL 0,0500 M KCl med en pipette, til en 100 ml konisk kolbe. Til denne tilsatte vi 10,0 mL NH3. Så tildryppede vi, under omrystning, noget AgNO3, indtil opløsningen blev uklar, pga. dannelse af bundfald. Da omslaget skete aflæste vi nøjagtigt, hvor meget AgNO3 vi havde tilsat.
I forsøg 2 tilsatte vi endnu 5 ml NH3, og tildryppede igen opløsningen med AgNO3 indtil der skete et omslag, hvorefter vi igen aflæste, hvor meget AgNO3, der var blevet tilført.
I forsøg 3, gjorde vi præcist det samme som i forsøg 2. Vi tilsatte 5 ml NH3, tildryppede med AgNO3 og aflæste ved omslag.
Målte data
Forsøg nr. Volumen 1,00 M NH3 Volumen 0,20 M AgNO3
1 10 ml 3,1 ml
2 15 ml 6,35 ml
3 20 ml 9,90 ml

Databehandling
Først beregnes den samlede volumen, for hvert af forsøgene.
Forsøg 1:
V_samlet=V_(?NH?_3 )+V_(AgNO_3 )+V_KCl→V_samlet=10 ml+3,1 ml+10 ml=23,1 ml=?(?(0,023 L))
Forsøg 2:
V_samlet=V_(?NH?_3 )+V_(AgNO_3 )+V_KCl→V_samlet=15 ml+6,35 ml+10 ml=31,35 ml=?(?(0,03135 L))
Forsøg 3:
V_samlet=V_(?NH?_3 )+V_(AgNO_3 )+V_KCl→V_samlet=20 ml+9,90 ml+10 ml=39,90 ml=?(?(0,0399 L))
Herefter beregnes koncentrationen af Cl- i blandingen. Først ses på den aktuelle koncentration af cloridionerne. I starten blev der tilsat 10,0 ml 0,0500 M KCl, og derfor må:
n(?Cl?^- )=c·V→n(?Cl?^- )=0,0500 M ·0,010 L=0,500 mmol
I første omgang forekommer denne reaktion:
?KCl?_((aq))→ ?K^+?_((aq))+? ?Cl?^-?_((aq))
Når man tilsætter ammoniak sker der intet. Den første mængde af de tilsatte sølvioner vil gå i forbindelse med ammoniakken, og de vil altså svæve rundt, indtil der ikke kan opløses mere Ag(NH3)2+ , for da vil chloridionerne gå sammen med sølvionerne. Den lille smule som har reageret med AgCl(s) ser vi dog bort fra.
Nu kan koncentratioen af Cl- beregnes for hver af opløsmingerne:
Forsøg 1:
[?Cl?^- ]=n/V→[?Cl?^- ]=(0,500 mmol)/(23,1 ml)=?(?(0,0216 M))
Forsøg 2:
[?Cl?^- ]=n/V→[?Cl?^- ]=(0,500 mmol)/(31,35 ml)=?(?(0,0159 M))
Forsøg 3:
[?Cl?^- ]=n/V→[?Cl?^- ]=(0,500 mmol)/(39,90 ml)=?(?(0,0125 M))
Herefter findes den aktuelle koncentration af diamminsølvionerne. Først beregnes den tilsatte stofmængde AgNO3.
Forsøg 1:
n(?AgNO?_3 )=c·V→n(?AgNO?_3 )=0,20 M ·0,0031 L=?(?(6,2·?10?^(-4) mol))
Forsøg 2:
n(?AgNO?_3 )=c·V→n(?AgNO?_3 )=0,20 M ·0,00635 L=?(?(0,00127 mol))
Forsøg 3:
n(?AgNO?_3 )=c·V→n(?AgNO?_3 )=0,20 M ·0,00990 L=?(?(0,00198 mol))
Da følgende reaktion:
Ag+ (aq) + 2NH3(aq) <-> Ag(NH3)2+(aq)
Har en meget stor ligevægtskonstant, kan man regne med at alle sølvioner i opløsningen findes som Ag(NH3)2+.
Som skrevet ovenover kan den aktuelle koncentration af Ag(NH3)2 nu findes:
Forsøg 1:
[?Ag(?NH?_3 )?_2 ]= n/V→[?Ag(?NH?_3 )?_2 ]= (?6,2·10?^(-4) mol)/(0,0231 L)= ?(?(0,0268 M))
Forsøg 2:
[?Ag(?NH?_3 )?_2 ]= n/V→[?Ag(?NH?_3 )?_2 ]= 0,00127mol/(0,03135 L)= ?(?(0,04051 M))
Forsøg 3:
[?Ag(?NH?_3 )?_2 ]= n/V→[?Ag(?NH?_3 )?_2 ]= (0,00198 mol)/(0,03990 L)= ?(?(0,049624 M))
Så beregnes den tilsatte stofmængde NH3, hvorefter koncentrationen af NH3 findes.
Forsøg 1:
n(?NH?_3 )=c·V→n(?NH?_3 )=1,00 M ·0,01 L=0,01 mol
Ved beregning af den aktuelle koncentration af NH3, trækkes dennes stofmængde fra den førfundne stofmængde for AgNO3 (som i øvrigt ganges med 2, da der skal 2 AgNO3 for hver NH3). Dette gøres, da der er brugt NH3 til dannelse af Ag(NH3)2+.
[?NH?_3 ]=(n(?NH?_3 )-n(?Ag(?NH?_3)?_2)/V→[?NH?_3 ]=(0,010 mol-(6,2·?10?^(-4) mol·2))/(0,0231 L)=?(?(0,379 M))
Forsøg 2:
n(?NH?_3 )=c·V→n(?NH?_3 )=1,00 M ·0,015 L=0,015 mol
[?NH?_3 ]=(n(?NH?_3 )-n(?Ag(?NH?_3)?_2)/V→[?NH?_3 ]=(0,015 mol-0,00127mol·2)/(0,03135 L)=?(?(0,3974 M))
Forsøg 3:
n(?NH?_3 )=c·V→n(?NH?_3 )=1,00 M ·0,020 L=0,020 mol
[?NH?_3 ]=(n(?NH?_3 )-n(?Ag(?NH?_3)?_2)/V→[?NH?_3 ]=(0,020 mol-0,00198mol·2)/(0,0399 L)=?(?(0,4020 M))
Nu har man alle oplysninger, der skal bruges, for at kunne beregne reaktionsbrøken.
Denne reaktion forekommer:
AgCl(s) + 2NH3 (aq) <-> Ag(NH3)2+(aq) + Cl-(aq)
Og ved anvendelse af ligevægtsloven, får man følgende ligevægtsbrøk:
([?Ag(?NH?_3 )?_2]·[?Cl?^-])/([??NH?_3]?^2 )=y
Y kan beregnes for forsøgene.
Forsøg 1:
y=([?Ag(?NH?_3 )?_2]·[?Cl?^-])/([??NH?_3]?^2 )→y=(0,0268M·0,0216M)/?(0,379M)?^2 =0,00403M
Forsøg 2:
y=([?Ag(?NH?_3 )?_2]·[?Cl?^-])/([??NH?_3]?^2 )→y=(0,04051M·0,0159M)/?(0,3974M)?^2 =0,00454M
Forsøg 3:
y=([?Ag(?NH?_3 )?_2]·[?Cl?^-])/([??NH?_3]?^2 )→y=(0,049624M·0,0125M)/?(0,4020M)?^2 =0,00384M

Diskussion

Konklusion