Kemi
Afkalkning af kaffemaskine
Hej jeg sidder med følgende opgave som jeg har nogle problemer med og derfor håber, nogen kan hjælpe med :)
Afkalkning af kaffemaskine
I områder med hårdt vand har man i alle husholdninger problemer med tilkalkning af fx kaffemaskiner. Der sætter sig i tidens løb en belægning af calciumcarbonat inde i maskinen. Det bevirker efterhånden, at vandet løber meget langsomt gennem maskinen, hvis denne ikke afkalkes. Som bekendt benytter man syre til afkalkning:
2H3+O + CaCO3-->CO2 + Ca2++3H2O
Hos en familie har kaffemaskinen fået en belægning op 5,0 g CaCO3. Familien har fortyndet saltsyre (2,0 M HCL) stående og beslutter at afkalke maskinen med noget af det. En syreblanding laves ved at tage en kop saltsyre og tilsætte 8 kopper vand, hvor 1 kop rummer 150 mL.
a) beregn pH for syreblandingen.
Under afkalkningen fjernes de 5,0 g CaCO3 ifølge reaktionsskemaet.
b) Hvor meget ændres pH for syreblandingen ved afkalkningen?
Nogen tid senere beslutter familien at anvende eddikesyre i stedet. Der laves en blanding der fylder 9 kopper i alt. Den formelle koncentration af eddikesyren er lige så stor som den formelle koncentration af saltsyre var i den første blanding.
c) beregn pH for eddikesyreblandingen.
Da familiens kaffemaskine igen trænger til afkalkning, bruges samme opskrift for eddikesyreblandingen, og vi regner med at der igen skal fjernes 5,0 g CaCO3 og at reaktionen forløber ifølge reaktionsskemaet.
d) beregn pH for eddikesyreblandingen når afkalkningen er til ende.
Jeg har selv beregnet opgave c men resten har jeg problemer med, så håber, i kan hjælpe :) på forhånd tak
Svar #1
26. august 2010 af gigas (Slettet)
Hejsa,
a)
Du starter med at finde stofmængden af HCl, der bruges i syreblandingen. Hertil benyttes n(HCl) = c*V.
Hernæst finder du den formelle koncentration c(HCl) for syreblandingen ud fra den tilsatte stofmængde HCl og blandingens totale volumen. Benyt her: c(HCl) = n(HCl) / V(blanding).
Da HCl kan karakteriseres som en stærk syre ved du, at stofkoncentrationen af H+ ioner kan sættes lig den formelle stofkoncentration af HCl, dvs. [H+] = c(HCl) for din syreblanding.
Syreblandings pH er da givet som: pH = -log[H+].
b)
Du beregner stofmængden CaCO3 vha. n(CaCO3) = m/M.
Ud fra reaktionsskemaet kan du se, at 1 mol CaCO3 ækvivalerer 2 mol H3O+. Derfor vil der ved fjernelse af den fundne stofmængde calciumcarbonat blive forbrugt den dobbelt mængde syre.
Den tilbageværende mængde H+ ioner vil derfor være:
n(HCl)Tilbage = n(HCl) - 2*n(CaCO3).
Endeligt finder du den nye koncentration af H+ (volumenet har ikke ændret sig), og pH kan igen findes vha. formlen:
pH = -log[H+]
c)
Eftersom ethansyre er en svag syre med pKs = 4,76 benyttes pH-formlen for en svag syre.
pH = ½(4,76 + log(c)) ### hvor c angiver den formelle koncentration af syreblandingen.
d)
Ethansyre vil i vandig opløsning indstille sig i en ligevægt:
CH3COOH + H2O <---> CH3COO- + H3O+
Når H3O+ bruges ved fjernelse af CaCO3 forskydes denne ligevægt tilsvarende mod højre, hvorfor der fås en betydelig mængde acetationer (CH3COO-), der virker som en svag base. Altså fås en pufferopløsning.
Stofmængden af eddiksyre efter afkalkning vil være:
n(CH3COOH) = c(CH3COOH)Start - 2*n(CaCO3) ### ligesom i opgave a).
Den stofmængde, der forbruges, vil give anledning til, at der dannes en tilsvarende mængde acetationer:
n(CH3COO-) = 2*n(CaCO3).
Endeligt kan du bestemme pH i blandingen efter afkalkningen vha. pH-formlen for en pufferopløsning:
pH = pKs + log[ n(CH3COO-) / n(CH3COOH) ]
Håber forklaringerne her kan være til hjælp :)
Svar #3
28. august 2010 af kump (Slettet)
kan du så hjælpe mig med opg. C kan ikk finde ud af hvad jeg skal? :)
Skriv et svar til: Afkalkning af kaffemaskine
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.