Kemi

Titrering

06. april 2017 af A1367 - Niveau: Universitet/Videregående

Hej,

Jeg sidder og kæmper med nogle opgaver, men bliver ved med at få et forkert resultat. Opgaven lyder:

100 mL opløsning af 0,0100 M fosforsyre titreres med 1,00 M NaOH. Hvor mange mL titrator (NaOH) er der tilsat fosforsyre opløsningen, når pH er lig med pK_a(H₃PO₄); lig med pK_a(H₂PO₄^-); lig med pK_a(HPO₄^2-)? Antag at alle tre syrer anses som monoprotiske syrer.

De forskellige pK_a værdier lyder således:

H₃PO₄ = 2,12
H₂PO₄^-= 7,21
HPO₄^2- = 12,67

Mange tak på forhånd :)

Brugbart svar (1)

Svar #1
06. april 2017 af mathon

I det følgende ses bort fra den ringe volumenforøgelse ved tilsætning af titrator:

$H_3PO_4\, _{\textit{(aq)}}$ anskuet monoprotisk:

   $V_{titrator}=V_o=\frac{0{,}001\; mol}{1{,}00\; \tfrac{mol}{L}}=0{,}001\; L=1\; mL$
hvoraf
   $pH=2{,}12+\log\left (\frac{V}{V_o-V} \right )$

$pH=2{,}12+\log\left (\frac{\tfrac{1}{2}V_o}{V_o-\tfrac{1}{2}V_o} \right )=2{,}12$

$V=\tfrac{1}{2}V_o=\tfrac{1}{2}(1\; mL)=\tfrac{1}{2}\; mL$

Brugbart svar (1)

Svar #2
06. april 2017 af mathon

…og så fremdeles:

pH=7{,}21 kræver samlet tilsætning af 1{,}5 mL titrator.

pH=12{,}67 kræver samlet tilsætning af 2{,}5 mL titrator.

Svar #3
06. april 2017 af A1367

Tusind tak. Det virker jo meget simpelt, men jeg er lidt usikker omkring konklusionen af det hele. Hvordan opnår du at springe fra ligningen med pH til at konkludere at V blot er det halve af V₀ i det første tilfælde?

Brugbart svar (1)

Svar #4
06. april 2017 af mathon

$pH=2{,}12+\log\left (\frac{\tfrac{1}{2}V_o}{V_o-\tfrac{1}{2}V_o} \right )=2{,}12+\log\left( \frac{\tfrac{1}{2}V_o}{\tfrac{1}{2}V_o} \right )=2{,}12+\log(1)=$

2{,}12+0=2{,}12

Svar #5
06. april 2017 af A1367

Ja, det er bare mig som kludrer i det på lommeregneren, da jeg prøvede det. Tak for tålmodigheden. Der er et andet delspørgsmål, som jeg også har problemer med. Det lyder:

100 mL opløsning af 0,0100 M fosforsyre skal titreres med 1,00 M NaOH. Hvad er pH ved ækvivalenspunktet for H₃PO₄; ækvivalenspunktet for H₂PO₄^-; ækvivalenspunktet for HPO₄^2-?

Er det så at finde ækvivalenspunktet for de tre, og herefter benytte samme formel som før eller? Jeg brugte en anden formel tidligere. Jeg er tæt på det rigtige svar, men at være tæt på er jo ikke godt nok.

Brugbart svar (1)

Svar #6
06. april 2017 af mathon

Når H₃PO₄ er titreret
haves
$100 \; mL\; 0{,}01\; M\; H_2P{O_4}^-$ som er en svag syre:

$pH=\tfrac{1}{2}\left ( pK_{s2}-\log(c_s/M) \right )=\tfrac{1}{2}\cdot \left ( 7{,}21-\log(0{,}01) \right )=4{,}6$

Svar #7
06. april 2017 af A1367

Sidste spørgsmål! Jeg har regnet ud, at den for den næste er lig 9,9 - men jeg har problemer med den sidste. Bruger jeg mon en forkert formel? Den skal give enten 11,92 eller 12,33. Jeg får den til 12,10. Nogle idéer?

Brugbart svar (1)

Svar #8
06. april 2017 af mathon

Når HPO₄^2- er titreret
haves
$100 \; mL\; 0{,}01\; M\; P{O_4}^{3-}$ som er en middelstærk base med pK_b = 1,64 K_b = 0,022909

$pOH=-\log\left ( \frac{-K_b+\sqrt{{K_b}^2+4\cdot K_b\cdot c_b}}{2} \right )$

$pOH=-\log\left ( \frac{-0{,}022909+\sqrt{{0{,}022909}^2+4\cdot 0{,}022909\cdot 0{,}01}}{2} \right )=2{,}12338$

$pH=14-pOH=14-2{,}12338=11{,}8766\approx 11{,}9$

Skriv et svar til: Titrering

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.