Kemi

Kemi Hjælp

13. oktober 2022 af Anonym8000 - Niveau: Universitet/Videregående

Opgave 3: Betragt følgende to ligevægte, der er relevante for en opløsning af Ag3PO4 i vand:

Ag₃PO₄ (s) ? 3 Ag+ (aq) + PO₄^3- (aq) (I)

PO₄^3- (aq) + H₂O (l) ? OH- (aq) + HPO₄^2- (aq) (II)

Nødvendige K_sp og K_a værdier kan findes i Tabellerne 4.4 og 4.1. (tabellerne ligger som fil)

a) Beregn pH i en mættet opløsning af Ag₃PO₄ ved T = 298 K under hensyntagen til ovenstående to reaktioner (hint: bestem ligevægtskonstanten for reaktion (II), og kombiner derefter de to reaktioner til én, og bestem ligevægtskonstanten for den kombinerede reaktion ud fra ligevægtskonstanterne for (I) og (II)).

Vedhæftet fil: Billede1.png

Brugbart svar (0)

Svar #1
13. oktober 2022 af Soeffi

#0. Du har den omvendte af (II):

HPO₄^2- (aq) → PO₄^3- (aq) + H⁺

$K_{H_2PO_4^{2-}}=\frac{[PO_4^{3-}][H^+]}{[H_2PO_4^{2-}]}$

Hertil lægger du vands ionprodukt:

$K_{vand}=[H^+][OH^{-}]$

og får:

$K_{H_2PO_4^{2-}}=\frac{[PO_4^{3-}]\cdot K_{vand}}{[H_2PO_4^{2-}][OH^-]}$

Du ved, at [OH^-] = [H₂PO₄^2-], så du får:

$K_{H_2PO_4^{2-}}=\frac{[PO_4^{3-}]\cdot K_{vand}}{[OH^-]^2}=\frac{[PO_4^{3-}]\cdot [H^+]^2[OH^-]^2}{[OH^-]^2\cdot K_{vand}}=\frac{[PO_4^{3-}]\cdot [H^+]^2}{K_{vand}}\Rightarrow$

$[H^+]=\sqrt{\frac{K_{H_2PO_4^{2-}}\cdot K_{vand}}{[PO_4^{3-}]}}$

Her mangler du at kende [PO₄^3-]. Du slår derfor følgende opløselighedsprodukt op:

$K_{sp(Ag_3PO_4)}=[Ag^+]^3[PO_4^{3-}]$

Dette giver så:

$[PO_4^{3-}]=\frac{K_{sp(Ag_3PO_4)}}{[Ag^+]^3}$

Her kan [Ag⁺] findes ud fra den molare opløselighed af Ag₃PO₄ = C(Ag₃PO₄) som du beregner ud fra opløseligheden af samme salt i g/100 ml vand. [Ag⁺] = 3·C(Ag₃PO₄).

Du får dermed:

$[PO_4^{3-}]=\frac{K_{sp(Ag_3PO_4)}}{(3\cdot C_{Ag_3PO_4})^3}$

Alt i alt, så får du for H⁺:

$[H^+]=\sqrt{\frac{K_{H_2PO_4^{2-}}\cdot K_{vand}\cdot (3\cdot C_{Ag_3PO_4})^3}{K_{sp(Ag_3PO_4)}}}$

pH = -log([H⁺]).

Brugbart svar (0)

Svar #2
14. oktober 2022 af Soeffi

#1 Rettelse: (et 2-tal for meget)
#0. Du har den omvendte af (II):

HPO₄^2- (aq) → PO₄^3- (aq) + H⁺

$K_{HPO_4^{2-}}=\frac{[PO_4^{3-}][H^+]}{[HPO_4^{2-}]}$

Hertil lægger du vands ionprodukt:

$K_{vand}=[H^+][OH^{-}]$

og får:

$K_{HPO_4^{2-}}=\frac{[PO_4^{3-}]\cdot K_{vand}}{[HPO_4^{2-}][OH^-]}$

Du ved, at [OH^-] = [HPO₄^2-], så du får:

$K_{HPO_4^{2-}}=\frac{[PO_4^{3-}]\cdot K_{vand}}{[OH^-]^2}=\frac{[PO_4^{3-}]\cdot [H^+]^2[OH^-]^2}{[OH^-]^2\cdot K_{vand}}=\frac{[PO_4^{3-}]\cdot [H^+]^2}{K_{vand}}\Rightarrow$

$[H^+]=\sqrt{\frac{K_{HPO_4^{2-}}\cdot K_{vand}}{[PO_4^{3-}]}}$

Her mangler du at kende [PO₄^3-]. Du slår derfor følgende opløselighedsprodukt op:

$K_{sp(Ag_3PO_4)}=[Ag^+]^3[PO_4^{3-}]$

Dette giver så:

$[PO_4^{3-}]=\frac{K_{sp(Ag_3PO_4)}}{[Ag^+]^3}$

Her kan [Ag⁺] findes ud fra den molare opløselighed af Ag₃PO₄ = C(Ag₃PO₄) som du beregner ud fra opløseligheden af samme salt i g/100 ml vand. [Ag⁺] = 3·C(Ag₃PO₄).

Du får dermed:

$[PO_4^{3-}]=\frac{K_{sp(Ag_3PO_4)}}{(3\cdot C_{Ag_3PO_4})^3}$

Alt i alt, så får du for H⁺:

$[H^+]=\sqrt{\frac{K_{HPO_4^{2-}}\cdot K_{vand}\cdot (3\cdot C_{Ag_3PO_4})^3}{K_{sp(Ag_3PO_4)}}}$

pH = -log([H⁺]).

Brugbart svar (0)

Svar #3
17. oktober 2022 af AUSci

Er det muligt at få hjælp til selve udregningen?

Svar #4
17. oktober 2022 af Anonym8000

Hejsa Molekylærbiologi laver du samme opgave?

Brugbart svar (0)

Svar #5
17. oktober 2022 af AUSci

Svar #6
17. oktober 2022 af Anonym8000

Hvis du har Facebook må du meget gerne sende en ven admoding til mig, da jeg også skal sende den aflevering. Så kan vi måske hjælpe hinanden?

Svar #7
17. oktober 2022 af Anonym8000

Slettet

Brugbart svar (0)

Svar #8
17. oktober 2022 af Soeffi

#3. Er det muligt at få hjælp til selve udregningen?

Hvad mener du med udregningen? Det er udregningen - du skal bare slå tallene op!

Brugbart svar (0)

Svar #9
18. oktober 2022 af Heptan

Se også https://www.studieportalen.dk/forums/thread.aspx?id=2056897

Brugbart svar (0)

Svar #10
18. oktober 2022 af AUSci

Fik følgende svar tilbage fra underviser, da opgaven var forkert

Du skal tage hensyn til at de to reaktioner er koblede, dvs. du kan ikke først beregne HPO42- og derefter beregne opløselighed.

Hvis reaktioner kombineres, kan ligevægtskonstanten for den kombinerede reaktion findes ved at gange de tilsvarende ligevægtskonstanter. Husk at ligevægtskonstanten for reaktionen af PO43- med H2O er Kb, men værdien i Tabel 4.4 er Ka.

Nogen der kan hjælpe?

Brugbart svar (0)

Svar #11
18. oktober 2022 af Soeffi

#10. Har du facit?

Brugbart svar (0)

Svar #12
18. oktober 2022 af AUSci

Nej, bare fået at vide at den skal regnes på følgende måde

Brugbart svar (0)

Svar #13
18. oktober 2022 af Soeffi

#12. Man får at vide, at det er en mættet opøsning, så man skal vel på en eller anden måde kombinere K_b, K_sp og C, hvor C er opløseligheden i rent vand?!

Brugbart svar (0)

Svar #14
18. oktober 2022 af Soeffi

#12. Lad os sige, at Ag₃PO₄ opløses i vand og at PO₄^3- derefter reagerer som base med vand.

Ag₃PO₄ → 3Ag⁺ + PO₄^3- (opløsning af salt (og basereaktion for PO₄^3-) med konstanten K_sp)
3c c - x

PO₄^3- + H₂O → HPO₄^2- + OH^- (basereaktion med konstanten K_b = K_vand/K_a, hvor b = PO₄^3- og a = HPO₄^2-)
c - x x x

Dvs.: K_sp·K_vand/K_a = c³·(c - x)·x²/(c - x) = c³·x² = c³·[OH^-]² = c³·(K_vand)²/[H⁺]² ⇒ [H⁺]² = c³·K_vand·K_a/K_sp

Man tager minus logaritmen: pH = (-1/2)·log(c³·K_a/K_sp). Hvad ellers...?

Brugbart svar (0)

Svar #15
18. oktober 2022 af Soeffi

#12. Opløseligheden for saltet giver: c(PO₄^3-) = 1,55·10^-6 M. Indsættes det i formlen for middelsvag monovalent base, så får man: pH = 9,3. Hvis jeg bruger formlen for #14, så får jeg 11,8.

Det første er nok mere rigtigt, da basekoncentrationen er meget lav. Koncentrationen af PO₄^3- er så lav, at man måske også bør tage vands ionprodukt i betragtning.

Brugbart svar (0)

Svar #16
19. oktober 2022 af Heptan

Billedet er sløret, hvad er Ksp?

Brugbart svar (0)

Svar #17
19. oktober 2022 af AUSci

Ksp for Ag3PO4 er 1.8x10^-18

Brugbart svar (0)

Svar #18
21. oktober 2022 af Soeffi

#0.
Ag₃PO₄ (s) → 3 Ag⁺ (aq) + PO₄^3- (aq) (I)

PO₄^3- (aq) + H₂O (l) → OH^- (aq) + HPO₄^2- (aq) (II)

Hvad med denne ligevægt?...Ag⁺ (aq) + OH^- (aq) → AgOH (s), K_sp = 4,0·10^-16 M².

Brugbart svar (0)

Svar #19
22. oktober 2022 af Heptan

Jeg har beregnet den eksakte pH (inkl vands ionprodukt):

pH = 9,83

jf. https://www.studieportalen.dk/forums/thread.aspx?id=2056897#2057115

Skriv et svar til: Kemi 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.