Kemi

Hvor meget saltsyre?

12. oktober 2014 af Mouse456 (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej alle

Jeg er lige blevet i tvivl om en opgave:

Jeg har en 5 mL 0,05 M eddikesyreacetatbuffer. Der skal tilsættes 0,1 M saltsyre, for at pH falder med en enhed. (pH_før = 4,76). Dvs. pH_efterburde være 3,76. Stofmængden af eddikesyre samt natriumacetat er 0,001 mol.

Hvordan bestemmer jeg den tilsatte HCl og har de 5 mL endelig en indflydelse?

Jeg tænkte at man kunne bruge formlen: pH=pKs+log(n_B/n_s), men hvor man så bare ændrer pH fra 4,76 til 3,76?

Brugbart svar (1)

Svar #1
12. oktober 2014 af mathon

Det var rigtigt tænkt:
ændringen er

efter tilsætning af HCl _(aq)

                                    CH₃COO^-   +   H₃O⁺   <--->   CH₃COOH +   H₂O
_{stofmængder i mol:}           0,000125 - x    x 0,000125 + x
samt
     $\frac{n_b}{n_s}=10^{-1}$

$\frac{0,000125-x}{0,000125+x}=10^{-1}\; \; \; \; \; 0<x<0,000125$

$x\approx 0,000102$

hvorefter du har
$V{_{HCl}}^{\, tilsat}\cdot \left (0,1\; \frac{mol}{L} \right )=0,000102\; mol$

$V{_{HCl}}^{\, tilsat}=\frac{0,0001023\; mol}{0,1\; \frac{mol}{L}}=0,001023\; L\approx 1,02\; mL$

Til en 5 mL 0,05 M eddikesyreacetatbuffer med pH = 4,76, skal der tilsættes 1,02 mL 0,1 M HCl for at få pH = 3,76.

Svar #2
12. oktober 2014 af Mouse456 (Slettet)

Mange tak for hjælpen!

Svar #3
12. oktober 2014 af Mouse456 (Slettet)

Det eneste jeg undrer mig over er, hvorfor der står '0,000125 mol' ?

Skulle det ikke være 0,00025 mol? Fordi, hvis bufferblandingen er 5 ml og 0,5 M, så må det betyde, at det indeholder:

2,5 ml 0,1 M eddikesyre (n_s = 0,00025 mol)

2,5 ml 0,1 M acetat (n_B = 0,00025 mol)

Brugbart svar (0)

Svar #4
12. oktober 2014 af Hippocampus (Slettet)

Hvordan kommer du frem til, at

$(\frac{n_b}{n_s}) = 10^-^1$

Brugbart svar (0)

Svar #5
12. oktober 2014 af Hippocampus (Slettet)

Det vil kun være den halve stofmængde af eddikesyre og acetationer, idet der i opløsningen i alt befinder sig 0,00025 mol i alt af eddikesyre og acetationer. Ved ligevægt må der derfor befinde sig 0,000125 mol af både eddikesyre og acetationer. Det eneste jeg undrer mig over er hvordan mathon kan bestemme $\frac{n_b}{n_s} = 10^-^1$

Brugbart svar (0)

Svar #6
12. oktober 2014 af mathon

Før tilsætning af HCl _(aq):

En 5 mL 0,05 M eddikesyreacetatbuffer betyder, at totalkoncentrationen er 0,05 M

Det samlede antal mol - af CH₃COOH og CH₃COO^- - er

                           $n_{total}=(0,005\; L)\cdot \left ( 0,05\; \frac{mol}{L} \right )=0,00025\; mol$
Envidere har du
                           $pH=4,76=4,76+\log\left ( \frac{n_b}{n_s} \right )$
dvs
                           $\frac{n_b}{n_s} =\frac{1}{1}$

$\frac{n_b}{n_{total}} =\frac{1}{2}$

$n_b =\frac{1}{2}\cdot n_{total}$

$n_b =\frac{1}{2}\cdot \left (0,00025\; mol \right )=0,000125\; mol$

Brugbart svar (1)

Svar #7
12. oktober 2014 af mathon

$3,76=4,76+\log\left ( \frac{n_b}{n_s} \right )$
$-1=\log\left ( \frac{n_b}{n_s} \right )$

$10^{-1}=\frac{n_b}{n_s}$

Svar #8
12. oktober 2014 af Mouse456 (Slettet)

#5 #6

Det giver en bedre mening nu. Mange tak for hjælpen :)

Brugbart svar (0)

Svar #9
12. oktober 2014 af Heptan

Der er noget der ikke stemmer overens:

#0 Jeg har en 5 mL 0,05 M eddikesyreacetatbuffer. Der skal tilsættes 0,1 M saltsyre, for at pH falder med en enhed. (pHfør = 4,76). Dvs. pHefter burde være 3,76. Stofmængden af eddikesyre samt natriumacetat er 0,001 mol.

n(total) = 5 mL * 0,05 M = 0,00025 mol

Men det påstås at den er 0,001 mol ??

Brugbart svar (0)

Svar #10
12. oktober 2014 af Hippocampus (Slettet)

Ja, jeg undrede mig også, men det må være en regnefejl fra trådstarter af.

Brugbart svar (0)

Svar #11
13. oktober 2014 af Heptan

Vi kan gøre prøve på resultatet i #1 ved at se, hvad der sker når der tilsættes 1,022727272727273 mL 0,1 M saltsyre i pufferopløsningen med pH 4,76.

Generelt for indgrebet gælder:

CH₃COO^- + H₃O⁺ $\rightleftharpoons$ CH₃COOH + H₂O
Puffer_{(pH 4,76)} 0,000125 mol/V₁ 10^-4,76 M 0,000125 mol/V₁

Indgreb + x

Efter indgreb 0,000125 mol/V₂ - y 10^-4,76 M + x - y 0,000125 mol/V₂ + y

Hvis x er 0,0001022727272727273 mol/V₂, så kan ændringen y beregnes:

$K=\frac{\frac{0,000125}{6,022727272727273 \cdot 10^{-3}}+y}{ \left ( \frac{0,000125}{6,022727272727273 \cdot 10^{-3}}-y \right ) \cdot (10^{-4,76}+x-y)}$

$\Leftrightarrow \frac{1}{10^{-4,76}}=\frac{\frac{0,000125}{6,022727272727273 \cdot 10^{-3}}+y}{ \left ( \frac{0,000125}{6,022727272727273 \cdot 10^{-3}}-y \right ) \cdot (10^{-4,76}+\frac{0,0001022727272727273}{6,022727272727273 \cdot 10^{-3}}-y)}$

$\Leftrightarrow y=1,683199748061978 \cdot 10^-^2$

Stofmængden af denne koncentration kan beregnes:

$\Leftrightarrow n_y=y \cdot V_2 =1,683199748061978 \cdot 10^-^2 \cdot 6,022727272727273 \cdot 10^-^3=1,013745302810055 \cdot 10^-^4 \ \textup{mol}$

Heraf følger de nye stofmængder af eddikesyre og acetat:

$\newline n(CH_3COO^-)=0,000125 \ \textup{mol} -n_y=2,36254697189945 \cdot 10^-^5 \ \textup{mol} \newline n(CH_3COOH)=0,000125 \ \textup{mol} +n_y=2,263745302810055\cdot 10^-^4 \ \textup{mol}$

Heraf kan pH i den nye opløsning beregnes:

$\newline pH=4,76+\log \left ( \frac{2,36254697189945 \cdot 10^-^5\ \textup{mol}}{2,263745302810055 \cdot 10^-^5\ \textup{mol}} \right ) = 3,778552889684688 \approx \mathbf{3,78}$

Brugbart svar (0)

Svar #12
13. oktober 2014 af Heptan

#11 Korrektion:

CH₃COO^- + H₃O⁺ $\rightleftharpoons$ CH₃COOH + H₂O
Puffer_{(pH 4,76)} 0,000125 mol/V₁ 10^-4,76 M 0,000125 mol/V₁

Indgreb + x

Efter indgreb 0,000125 mol/V₂ - y 10^-4,76 M*V₁/V₂ + x - y 0,000125 mol/V₂ + y

Og følgefejlen:

$K=\frac{\frac{0,000125}{6,022727272727273 \cdot 10^{-3}}+y}{ \left ( \frac{0,000125}{6,022727272727273 \cdot 10^{-3}}-y \right ) \cdot (10^{-4,76}{\color{Red} \cdot \frac{{\color{Red} 5}{\color{Red} \cdot} {\color{Red} 10^-^3}}{6,022727272727273\cdot 10^-^3}}+x-y)}$

$pH={\color{Red} 3,778897441209409} \approx \mathbf{3,78}$

_________________________________________________________________________________

For at få præcis pH = 3,76 kan man istedet gøre således:

Vedhæftet fil:olseirhjbgfapwirvsdv.JPG

Svar #13
13. oktober 2014 af Mouse456 (Slettet)

# 9

Ja, det var mig der skrev det forkerte antal mol (altså de 0,001), som var fra en tidligere opgave. Har først nu opdaget fejlen. Det må I meget undskylde.

Skriv et svar til: Hvor meget saltsyre?

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.