pH i saltsyreopløsning med metal (aluminium)

Jeg vil gætte på at Al er den begrænsende faktor, altså er der noget HCl tilbage efter at der er fundet en reaktion sted. denne stofmængde findes, da findes koncentrationen, da findes pH.

 Hej Jonas, mange tak for svaret. Men det er lige netop denne, jeg ikke kan finde ud af - var syg den dag der blev undervist i det, og har ikke lige fået hamlet op på det endnu. Kan du/I hjælpe mig videre? Altså bare fremgangsmåden, vil gerne selv løse opgaverne.

Jo, nu skal du bare se:

b)

pH før = -0,602

pH efter:

n(Al)=m(Al) / M(Al) = 1,5g / 26,98 g/mol = 0,0556 mol

n(H₃O⁺)=n(HCl)= v_opl · c(HCl) = 0,0500L · 4,00M = 0,200 mol

Nu hives reaktionsligningen frem, den viser hvordan stofferne ækvivalerer i mol.

Stofmængden af Aluminium reagerer med stofmængde af syren, i forholdet 2:6

efter reaktionsligningen finder vi da at 2 mol Al reagerer med 6 mol HCl.

Hvilket stof er i underskud? Aluminium? Saltsyre?

Det er aluminium som er underskud.

Den stofmængde som reagerer er 0,0556 mol. Den reagerer da med 6/2 * n(Al) saltsyre.

n(HCl)_reageret = 0,167 mol

Denne stofmængde saltsyre er nu lavet om til stoffer unden syre / base egenskaber.

n(HCl)_efter = n(HCl)_start - n(HCl)_reageret = 0,200 mol - 0,167 mol = 0,0333 mol

pH findes da ved n(HCl) = n(H₃O⁺) og [H₃O⁺] = n/v og dernæst pH = -log [H₃O⁺]

c) Benyt idealgas ligningen, forresten.

V = n((R·T)/P) = n·((0,083145 bar·L/(mol·K))·((273,15+20) K)/(1 bar))
                     = n·(24,374 L/mol)

 Mange tak Jonas. Det var virkelig dejligt.

Og også tak til dig mathon. Men så støder jeg jo igen på et problem, hvordan finder jeg ud af n(H₂)? Altså, skal jeg bare sige:

n(H2)=n(HCl)reageret*(3/6)?

Det kan da ikke passe at den del er så "enkel", kan det? Men hvis det nu var, så er resten jo ligetil takket være jer.

                                                          2Al _(s) + 6HCl _(aq) → 2AlCl₃ (aq) + 3H_{2 (g)}
ækvivalente stofmængder i mol:              2                                                 3
aktuelle ækvivalentmængder i mol:      0,0556                                         (3/2)·0,0556 = 0,0834          

dihydrogenvolumen: (0,0834 mol)·(24,374 L/mol) ≈ 2,033 L
                          

 Fantastisk, tak!

Men hvorfor er det Al vi ser på (det var også min første indskydelse, men ved ikke hvorfor)? Vi har jo med H₂ at gøre og der er intet hydrogen i aluminium? Derfor lagde jeg mine penge på det andet.

simpel forholdsregning:

du kender
              Al_stofmængden men ikke H₂_stofmængden

dog ved du, at stofmængdeforholdet H₂ : Al = 3 : 2

hvoraf

stofmængde_H₂ = ((stofmængde_Al)/2)·3 = (3/2)·(stofmængde_Al)

Ja, som Mathon siger benytter vi at vi kender en sammenhæng imellem H₂ og Al, nemlig at deres stofmængder ækvivalerer i forholder 2 : 3. Dette aflæses af den afstemte reaktionsligning. Strengt taget kunne vi også vælge at regne på stofmængden af saltsyren som vi fandt i opgave b.

Den udregning du har lavet, ud fra saltsyres stofmængde, er lige så god. Det er blot nogle andre tal, men de forholder sig ens til hinanden. :-)