Kemi

KEMI opgaver hjælp :))))

16. september 2015 af Arameo (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Hej, jeg har nu brugt meget tid på de her to opgaver, men kan desværre ikke rigtigt komme frem til noget der rigtigt. Jeg vil gerne bede om hjælp i følgende opgaver. Helst med hvordan og hvor de forskellige tal skal indsættes, nå vi har noget med 2 eller flere syredissociationskonstanter at gøre:

Phosphorsyre, H₃PO₄, er en trivalent syre med syredissociationskonstanterne Ks₁ = 7,59·10^–3 M, Ks₂ = 6,17·10^–8M og Ks₃ = 2,14·10^–13M. Vandets ionprodukt Kv = 1,00·10^–14 M².

a) Beregn pH i en 0,100 M vandig opløsning af phosphorsyre, idet der kun tages hensyn til lige-vægten:

H3PO₄ <-> H⁺ + H₂PO₄^-

b) Beregn massen af fast NaOH som skal sættes til 0,50 liter 0,10 M opløsning af NaH₂PO₄ for at give en pufferopløsning med et pH på 7,4.

Brugbart svar (0)

Svar #1
17. september 2015 af mathon

a)
pK_s1 = -log(7,59·10^-3) = 2,12 hvilket indikerer middelstærk syre:

   -10^-2,12 + √(10^-4,24 + 4·10^-2,12·0,1)
                                    pH = - log (------------------------------------------------)
                                                                       2

Brugbart svar (1)

Svar #2
17. september 2015 af mathon

b)
pK_s2 = -log(6,17·10^-8) = 7,21

af pufferligningen
haves:

                            c_b
                           ---- = 10 ^pH-pK_s
                          c_s

                            c_b       10^pH-pK_s1
                           ------- = ----------------- = ------------------
                           c_s+c_b    1 + 10^pH-pK_s1 + 10^pK_s^-pH

                                  1
                          c_b= ---------------- · (c_s + c_b)
                             1 + 10^pK_s^-pH

                                1
                          c_b= n(OH^-) = ------------------ · (0,10 M) = 0,060766 M
                             1 + 10^7,21-7,40

c(NaOH) = c(OH^-) = 0,060766 mol/L = 0,030383 mol/(0,50 L)

m(NaOH) = (0,030383 mol) · (40,00 g/mol)

Brugbart svar (1)

Svar #3
17. september 2015 af mathon

tredjesidste linje i #2 skal være:

                                                                             1
                       c_b= c(HPO₄^2-) = c(OH^-) = ------------------ · (0,10 M) = 0,060766 M
                                                                  1 + 10^7,21-7,40

Svar #4
17. september 2015 af Arameo (Slettet)

#1
a)
          pK_s1 = -log(7,59·10^-3) = 2,12    hvilket indikerer middelstærk syre:

   -10^-2,12 + √(10^-4,24 + 4·10^-2,12·0,1)
                                    pH = - log (------------------------------------------------)
                                                                       2

Hvorfor er det du tager sqrt√10^-4.24 ? og hvor får du det 4-tal fra? som du så ganger med 10^-2.12? :)

Brugbart svar (0)

Svar #5
17. september 2015 af mathon

Generelt for monoprot middelstærk syre:

$S\;\; +\;\; H_2O\; \; \rightleftharpoons \; \; B\;\; +\; \; H_3O^+$
ligevægtsmolariteter: c_s-α·c_sα·c_sα·c_s

ligevægtsbrøk:
$\frac{\left [ B \right ]\cdot \left [ H_3O^+ \right ]}{\left [ S \right ]}=K_s$

$\frac{ \left [ H_3O^+ \right ]^2}{c_s-\left [ H_3O^+ \right ]}=K_s$
denne andengradsligning reduceres og ordnes:

$\left [ H_3O^+ \right ]^2+K_s\cdot \left [ H_3O^+ \right ]-K_s\cdot c_s=0\; \; \; \left [ H_3O^+ \right ]>0$

$\left [ H_3O^+ \right ]=\frac{-K_s+\sqrt{{K_s}^2+\mathbf{\color{Red} 4}\cdot K_s\cdot c_s} }{2}$

$-\log\left ( \frac{-10^{-pK_s}+\sqrt{10^ {-2pK_s}+\mathbf{\color{Red} 4}\cdot 10^{-pK_s}\cdot c_s} }{2} \right )=$

Svar #6
20. september 2015 af Arameo (Slettet)

#3
tredjesidste linje i #2 skal være:

                                                                             1
                       c_b= c(HPO₄^2-) = c(OH^-) = ------------------ · (0,10 M) = 0,060766 M
                                                                  1 + 10^7,21-7,40

Jeg har endnu et spørgsmål.. Hvad nu hvis vi ændrer spørgsmålet til følgende:

Beregn massen af fast NaOH som skal sættes til 0,50 liter 0,10 M opløsning af H3PO4 for at give en pufferopløsning med et pH på 7,4...

- Er det så stadigvæk den samme formel vi skal bruge?

Brugbart svar (0)

Svar #7
20. september 2015 af mathon

0,50 liter 0,10 M H₃PO₄ _(aq)indeholder 0,05 mol H₃PO₄.

Ved pH = 7,4 eksisterer den oprindelige H_3PO_4 kun som $H_2P{O_4}^{-}$ i ligevægt med $HP{O_4}^{2-}$

dvs
$H_3PO_4\; +\; \mathbf{\color{Red} 2}\, OH^-\; \rightleftharpoons \; HP{O_4}^{2-}\; +\;2\, H_2O$

at omdanne 0,05 mol H₃PO₄til 0,05 mol H₂PO₄^- kræver 0,05 mol NaOH

Til beregning af NaOH-behovet for delvis omdannelse af 0,05 mol H₂PO₄^- til HPO₄^2-
haves

af pufferligningen for
$H_2P{O_4}^{-}\; +\; OH^-\; \rightleftharpoons \; HP{O_4}^{2-}\; +\;H_2O$
hvoraf kan udledes:
$n(HP{O_4}^{2-})=\frac{1}{1+10^{\, pK_s-pH}}\cdot n_{puffer}$

$n(HP{O_4}^{2-})=\frac{1}{1+10^{\,7{,}2-7{,}4}}\cdot (0{,}05\; mol)=0{,}030657\; mol$

Det totale forbrug af OH^- er derfor

n_total = (0,05 +0,03) mol OH^-

dvs 0,08 mol NaOH
som du selv beregner massen af.

Brugbart svar (0)

Svar #8
21. september 2015 af mathon

Brugbart svar (0)

Svar #9
22. september 2015 af mathon

Så røg Latex-reguleringen endelig på plads!

Skriv et svar til: KEMI opgaver hjælp :))))

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.