Kemi

pH-beregninger for stærke og svage syrer

03. oktober 2022 af Luna27 - Niveau: B-niveau

Hej jeg har svært ved at finde værdierne som jeg skal beregne med de korresponderende formler som jeg skal bruge. Mit spørgsmål lyder sådan:

a) Beregn [H₃O⁺], [OH^-], pH og pOH for 0,013 M HCl, og giv en vurdering af hydronolysegraden a i %.

b) Beregn [H3O+], [OH-], pH og pOH for 0,045 M CH₃COOH, og beregn hydronolysegraden a i %

Brugbart svar (0)

Svar #1
03. oktober 2022 af mathon

$\begin{array}{lllllll}&& \textup{HCl}_{\textit{(aq)}}&\textup{er en st\ae rk syre }\left (pK_s=-7 \right )\\&&&\textup{og derfor totalt dehydroniseret:}\\\\&&& HCl\;_{\textit{(aq)}}\;+\;H_2O\;_{\textit{(aq)}}\;\longrightarrow\;Cl^-\;_{\textit{(aq)}}\;+\;H_3O^+\;_{\textit{(aq)}}\\\\&&& [H_3O^+]=c(HCl)=0.013\;\mathrm{M}\\ ved 25}\degree C \textup{:}\\&&& [OH^-]=\frac{10^{-14}\;\mathrm{M^2}}{0.013\;\mathrm{M}}=7.69\cdot 10^{-13}\;\mathrm{M}\\\&&& pH=-\log\left(0.013 \right )=1.9\\\\&&& pOH=14-1.9=12.1 \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #2
03. oktober 2022 af mathon

$\small \begin{array}{llllll}\textbf{a)}\\&HCl\,_{\textit{(aq)}}\textup{ \textbf{er} en st\ae rk syre}\\&&\left [ H_3O^+ \right ]=c(HCl)=0.013\;\mathrm{M}\\&\textup{ved 25}\degree C\textup{:}\\&&\left [OH^- \right ]=\frac{10^{-14}\;\mathrm{M^2}}{\left [ H_3O^+ \right ]}=\frac{10^{-14}\;\mathrm{M^2}}{0.013\;\mathrm{M}}=7.692\cdot 10^{-13}\;\mathrm{M}\\\\&&pH=-\log\left ( \left [ H_3O^+ \right ] /M\right )=-\log\left ( 0.013 \right )=1.9\\\\&&pOH=14-pH=14-1.9=12.1 \\&\textup{Hvis det antages}\\&\textup{at }HCl\,_{\textit{(aq)}}\textup{ er en}\\& \textup{middelst\ae rk syre}\\& \textup{haves:}\\&&HCl\,_{\textit{(aq)}}\;+\;H_2O\,_{\textit{(l)}}\;\rightleftharpoons \;Cl^-\,_{\textit{(aq)}}\;+\;H_3O^+\,_{\textit{(aq)}}\\&\textup{og}\\&& pH=pK_s+\log\left ( \frac{\alpha}{1-\alpha} \right )\quad \alpha \textup{ er hydronolysegraden}\\\\&& \alpha=\frac{1}{10^{\, pK_s-pH}}=\frac{1}{10^{-7-1.9}}=\frac{1}{10^{-8.9}}=7.94\cdot 10^8\\\\&& \textup{hvilket ikke kan v\ae re tilf\ae ldet}\\&& \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #3
03. oktober 2022 af mathon

$\small \textup{hvorfor }HCl\,_{\textit{(aq)}}\textup{ ikke kun er en middelst\ae rk, men en st\ae rk syre.}$

Brugbart svar (0)

Svar #4
03. oktober 2022 af mathon

$\small \small \begin{array}{llllll}\textbf{b)}\\& CH_3COOH\textup{ er en svag syre }\left ( pK_s>4 \right )\\\\&& \frac{\left [ H_3O^+ \right ]^2}{0.045-\left [ H_3O^+ \right ]}=10^{-4.76}\quad 0<\left [ H_3O^+ \right ]<0.045\;\mathrm{M}\\\\&& \left [ H_3O^+ \right ]=0.000876\;\mathrm{M}\\\\&& pH=-\log\left (0.000876 \right )=3.1\\\\&&pOH=14-pH=14-3.1=10.9\\\\&\textup{Hydronolysegraden:}& \alpha=\frac{0.000876\;\mathrm{\frac{mol}{L}}}{0.045\;\mathrm{\frac{mol}{L}}}\cdot 100\%=1.9\% \end{array}$

Svar #5
04. oktober 2022 af Luna27

Tak for svar :)

Men jeg forstår ikke hvordan får frem til [H₃O⁺] = 0.000876 M og hvordan du får at pK_s er 4.76.

Brugbart svar (0)

Svar #6
05. oktober 2022 af mathon

pK_s(CH₃COOH) = 4.76 findes ved opslag.

$\small \begin{array}{llllllll} \frac{\left [ H_3O^+ \right ]^2}{0.045-\left [ H_3O^+ \right ]}=10^{-4.76},\quad 0<\left [ H_3O^+ \right ]<0.045\\\\ \left [ H_3O^+ \right ]^2=10^{-4.76}\cdot \left (0.045-\left [ H_3O^+ \right ] \right )\\\\ \left [ H_3O^+ \right ]^2+10^{-4.76}\cdot \left [ H_3O^+ \right ]-10^{-4.76}\cdot 0.045=0\\\\ \left [ H_3O^+ \right ]=\frac{-10^{-4.76}+\sqrt{10^{-4.76\cdot 2}-4\cdot 1\cdot \left ( -10^{-4.76}\cdot 0.045 \right )}}{2}=0.000876 \end{array}$

Svar #7
11. oktober 2022 af Luna27

Jeg tror jeg forstår det nu, men hvis jeg skal beregne [OH^-] for en svag syrer, skal jeg så bruge den samme beregning som ved en stærk syrer?

Brugbart svar (0)

Svar #8
11. oktober 2022 af mathon

Nej.

Brugbart svar (0)

Svar #9
11. oktober 2022 af mathon

$\small \begin{array}{llllllll} \frac{\left [ H_3O^+ \right ]^2}{c_s-\left [ H_3O^+ \right] }=10^{-pK_s}\quad 0< [H_3O^+]< c_s\\\\ \left [ H_3O^+ \right ]^2+10^{-pk_s}\cdot [H_3O^+]-10^{-pk_s}\cdot c_s=0\\\\ \left [ H_3O^+ \right ]=\frac{-10^{-pK_s}+\sqrt{\left (10^{-pK_s} \right )^2-4\cdot 1\cdot \left ( 10^{-pK_s}\cdot c_s \right )}}{2\cdot 1}\\\\ \textup{Ved 25}\degree C:\\\\ \qquad \qquad \qquad \left [ OH^- \right ]=\frac{10^{-14}\;\mathrm{M^2}}{\left [ H_3O^+ \right ]} \end{array}$

Skriv et svar til: pH-beregninger for stærke og svage syrer

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.