Kemi

Koncentrationsberegning

23. oktober 2019 af heydudig - Niveau: Universitet/Videregående

Nogen der kan hjælpe med følgende opgave?

Hvad er koncentrationen af [Al(H2O)6]3+ i en 0,1 M opløsning af Al2(SO4)3?

Tak på forhånd !

Brugbart svar (1)

Svar #1
24. oktober 2019 af mathon

$\small \small \begin{array}{llll} \textup{Da }Al_2(SO_4)_3\\ \textup{er letopl\o seligt i vand}\\\\ \textup{er}&\left [ Al(H_2O)_6 \right ]^{3+}=2\cdot c(Al_2(SO_4)_3)=2\cdot (0.1\; M)=0.2\; M \end{array}$

Svar #2
24. oktober 2019 af heydudig

Super, men hvad kan man så svare på følgende spørgsmål? Er lidt i tvivl om hvilken pKa-værdi jeg skal benytte i dette tilfælde:

I litteraturen finder man pKa ~ 5,0 for [Al(H2O)6]3+. Opskriv reaktionsligning for den sure reaktion (uden tilskuerioner) og beregn pH ud fra pKa-værdien.

Svar #3
24. oktober 2019 af heydudig

Hvorfor ganger du forresten 2 med koncentrationen?

Brugbart svar (0)

Svar #4
24. oktober 2019 af mathon

#2
$\small \begin{array}{lllllll} &\underset{c_s-\alpha \cdot c_s}{\left [ Al(H_2O)_6 \right ]^{3+}\, _{\textit{(aq)}}}\; +\; H_2O\, _{\textit{(l)}}\; \rightleftharpoons \underset{\alpha \cdot c_s}{\left [ Al(H_2O)_5OH \right ]^{2+}\, _{\textit{(aq)}}}\; +\; \underset{\alpha \cdot c_s}{H_3O^+\, _{\textit{(aq)}}}\\\\ \textup{ligev\ae gtsbr\o k:}&\frac{\left [ H_3O^+ \right ]^2}{c_s-\left [ H_3O^+ \right ]}=K_a\\\\ &\frac{\left [ H_3O^+ \right ]^2}{\mathbf{{\color{Red} c_s}}-\left [ H_3O^+ \right ]}=10^{-5}\quad 0<\left [ H_3O^+ \right ]<c_s\\\\ & c_s\textup{ har du ikke oplyst, hvorfor }\left [ H_3O^+ \right ]\textup{ ikke kan beregnes.} \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #5
24. oktober 2019 af mathon

#3
...fordi $\small Al_2\left (SO_4 \right )_3\textup{ indeholder 2 Al pr. molekyle.}$

Svar #6
24. oktober 2019 af heydudig

Men benytter vi os ikke af den fundne koncentration 0,2 M. Jeg er lidt forvirret, da der ikke er givet en c_s-værdi i opgaven. Måske er der noget jeg har overset?

Svar #7
24. oktober 2019 af heydudig

Jeg prøver lige at kigge det igennem

Brugbart svar (0)

Svar #8
25. oktober 2019 af mathon

...selvfølgelig; jeg "sov" lidt.

$\small \small \begin{array}{lllllll} &\underset{c_s-\alpha \cdot c_s}{\left [ Al(H_2O)_6 \right ]^{3+}\, _{\textit{(aq)}}}\; +\; H_2O\, _{\textit{(l)}}\; \rightleftharpoons \underset{\alpha \cdot c_s}{\left [ Al(H_2O)_5OH \right ]^{2+}\, _{\textit{(aq)}}}\; +\; \underset{\alpha \cdot c_s}{H_3O^+\, _{\textit{(aq)}}}\\\\ \textup{ligev\ae gtsbr\o k:}&\frac{\left [ H_3O^+ \right ]^2}{c_s-\left [ H_3O^+ \right ]}=K_a\\\\ &\frac{\left [ H_3O^+ \right ]^2}{ 0.2-\left [ H_3O^+ \right ]}=10^{-5}\quad 0<\left [ H_3O^+ \right ]<0.2\\\\ & \left [ H_3O^+ \right ]=1.409\cdot 10^{-3}\; M\\\\ &pH=-\log(1.409\cdot 10^{-3})=2.9 \end{array}$

Svar #9
26. oktober 2019 af heydudig

Super, men hvordan kommer du frem til 1.409*10^-3 M?

Brugbart svar (0)

Svar #10
27. oktober 2019 af mathon

#9
detalje:

$\small \begin{array}{lllllll} &\frac{\left [ H_3O^+ \right ]^2}{ 0.2-\left [ H_3O^+ \right ]}=10^{-5}\quad 0<\left [ H_3O^+ \right ]<0.2\\\\ \textup{af bekvemmelighedsgrunde} &\textup{noteres i det f\o lgende }\left [ H_3O^+ \right ]=x\\\\ &\frac{x^2}{0.2-x}=10^{-5}\quad0<x<0.2\\\\ &x^2=0.2\cdot 10^{-5}-10^{-5}x\\\\ &x^2+10^{-5}x-0.2\cdot 10^{-5}=0\\\\ &d=\left ( 10^{-5} \right )^2-4\cdot 1\cdot (-0.2\cdot 10^{-5})=8.0\cdot 10^{-6}\\\\ &x=\frac{-10^{-5}+\sqrt{8.0\cdot 10^{-6}}}{2\cdot 1}=0.001409=1.409\cdot 10^{-3} \end{array}$

Svar #11
27. oktober 2019 af heydudig

Nåå, tusind tak Mathon :)

Skriv et svar til: Koncentrationsberegning

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.