10 svar
74 visningar
Miljöfrågor 10
Postad: 10 feb 2020

Beräkna dosering HCOOH för att sänka pH till given nivå

Hej!

 

Jag har ett problem och behöver hjälp att ställa upp jämvikten för att beräkna dosering av tillsatt syra för att sänka pH till en given nivå i vatten.

Jag är medveten om att vattnets sammansättning/förekomst av andra ämnen kan ha en påverkan på buffertförmåga och att detta därmed inte blir representativt vid utförande på annat än rent vatten (tror jag). Men jag vill lära mig räkna på ett teoretiskt case där utgångsläget är ett "rent" vatten med t.ex. pH 12.

 

 

Fråga:

Hur mycket myrsyra behöver jag tillsätta för att sänka pH i 1 liter vatten med pH 12 till pH 8,5?

Vad behöver jag tänka på om jag ändrar förhållanden till exempelvis pH12,5 sänkas till pH 8?

Syra: Myrsyra HCOOH

Ka: 1,8 x 10-4

pKa 3,74

 

Stort tack på förhand!

 

Med vänlig hälsning

Teraeagle 11285 – Moderator
Postad: 10 feb 2020 Redigerad: 10 feb 2020

Du kan utgå från jämvikten:

HCOO-(aq)+H2O(l)HCOOH(aq)+OH-(aq)HCOO^-(aq)+H_2O(l)\leftrightarrows HCOOH(aq)+OH^-(aq)

Jämviktskonstanten är Kb för formiatjonen, vilken förhåller sig till Ka för myrsyra enligt KaKb=10-14.

Ställ upp en klassisk start, ändring, jämvikt-tabell (s.k. ICE-metoden). Du vet vad du har för startkoncentration av hydroxidjoner vid start (utifrån pH 12) samt vad värdet ska vara vid jämvikt (utifrån pH 8,5). Du kan då räkna ut hur mycket koncentrationen av hydroxidjoner ändras och utifrån formeln kan du räkna ut ändringarna av de andra ämnena. Kalla startkoncentrationen av myrsyra för x, ställ upp en jämviktsekvation och bestäm x.

Kommer du vidare därifrån?

Miljöfrågor 10
Postad: 11 feb 2020 Redigerad: 11 feb 2020

Hej!

 

Stort tack för ditt svar

Är jag på rätt spår här:

 

pH 12 --> [OH-] = 0,01 mol/l

pH 8 --> [OH-] = 0,000001 mol/l

Jag kan ställa upp det såhär eftersom substansmängder är lika i alla reaktanter väl? Dvs behöver inte vikta mängd för någon, mol för mol.

 

                        HCOO-(aq)+H2O(l) ⇆ HCOOH(aq) +    OH-(aq)

 

Start                  0                                      X                     0,01            (mol/l)

Ändring            +X                                    X-X                  -X                     

Jämvikt             X                                      0                    0,000001

X = 0,009999 mol/l

 

men detta utgår från att all HCOOH förbrukas, nu minns jag inte riktigt men är det inte så att man ska avgöra om/hur långt jämvikten går också? Går reaktionen igenom helt eller kommer vi hamna i en jämvikt?

mvh  

Myrsyra är en svag syra, så du behöver räkna med jämvikt. Du vet Ka för syran, mendet du behöver är Kb (eftersom du kommer att ha en lösning som innehåller mer hydroxidjoner än oxoniumjoner). Vet du hur du beräknar Kb när du vet Ka?

Miljöfrågor 10
Postad: 11 feb 2020
Smaragdalena skrev:

Myrsyra är en svag syra, så du behöver räkna med jämvikt. Du vet Ka för syran, mendet du behöver är Kb (eftersom du kommer att ha en lösning som innehåller mer hydroxidjoner än oxoniumjoner). Vet du hur du beräknar Kb när du vet Ka?

Hej

 Kb = Kw /Ka. = 10^-14 / (1,8*10^-4) = 5,56*10^-11

det är Kb då. Hur beräknar jag jämvikten då?

 

mvh 

Du vet att [OH-] ändras med 0,000001-0,01 mol/dm3. Det måste betyda att [HCOOH] ändras lika mycket. Jämviktskoncentrationen av HCOOH är alltså x-(0,000001-0,01) mol/dm3. På motvsrande sätt måste [HCOO-] öka lika mycket som [HCOOH] minskar, dvs [HCOO-] vid jämvikt blir 0+(-(0,000001-0,01))) mol/dm3.

Hänger du med? Du får en ekvation där du måste lösa ut x.

Miljöfrågor 10
Postad: 11 feb 2020
Teraeagle skrev:

Du vet att [OH-] ändras med 0,000001-0,01 mol/dm3. Det måste betyda att [HCOOH] ändras lika mycket. Jämviktskoncentrationen av HCOOH är alltså x-(0,000001-0,01) mol/dm3. På motvsrande sätt måste [HCOO-] öka lika mycket som [HCOOH] minskar, dvs [HCOO-] vid jämvikt blir 0+(-(0,000001-0,01))) mol/dm3.

Hänger du med? Du får en ekvation där du måste lösa ut x.

Hmm, och hur kommer Kb in för att lösa den ekvationen?

Menar du att X som jag söker är något mellan 0,000001 till 0,01?

Kb= 5,56E-11

 

Får inte riktigt till uppställningen av ekvationen...

Från början (efter tillsats av myrsyra, men innan jämvikt har inställt sig) har du en viss mängd myrsyra, en viss mängd  hydroxidjoner och noll formiatjoner. Hur ser det ut vid jämvikt? Vilka koncentrationer har de tre partikelslagen?

Såhär borde din tabell ha sett ut:

                            HCOO-(aq)+H2O(l) ⇆ HCOOH(aq) +    OH-(aq)

 

Start                        0                                           x                       0,01

Ändring          +0,009999                       -0,009999         -0,009999                     

Jämvikt            0,009999                      x-0,009999          0,000001

Det ger dig följande jämviktsekvation:

Visa svaret

Kb=[HCOOH][OH-][HCOO-]\displaystyle K_b=\frac {[HCOOH][OH^-]}{[HCOO^-]}

5,56·10-11=(x-0,009999)·0,0000010,009999\displaystyle 5,56\cdot 10^{-11}=\frac {(x-0,009999)\cdot 0,000001}{0,009999}

Miljöfrågor 10
Postad: 11 feb 2020
Teraeagle skrev:

Såhär borde din tabell ha sett ut:

                            HCOO-(aq)+H2O(l) ⇆ HCOOH(aq) +    OH-(aq)

 

Start                        0                                           x                       0,01

Ändring          +0,009999                       -0,009999         -0,009999                     

Jämvikt            0,009999                      x-0,009999          0,000001

Det ger dig följande jämviktsekvation:

Visa svaret

Kb=[HCOOH][OH-][HCOO-]\displaystyle K_b=\frac {[HCOOH][OH^-]}{[HCOO^-]}

5,56·10-11=(x-0,009999)·0,0000010,009999\displaystyle 5,56\cdot 10^{-11}=\frac {(x-0,009999)\cdot 0,000001}{0,009999}

Jättestort tack för den här hjälpen.

 

Såklart söker vi X mängd vi tillsätter, och koncentration OH- minskar givetvis från 0,01 till 0,000001 mol/l

Jag förstår att Kb anger kvoten för där den här reaktionen ligger i jämvikt.

 

Åter igen, tack för detta, nu borde jag kunna klara mig själv =)

 

mvh 

Miljöfrågor 10
Postad: 13 feb 2020
Teraeagle skrev:

Såhär borde din tabell ha sett ut:

                            HCOO-(aq)+H2O(l) ⇆ HCOOH(aq) +    OH-(aq)

 

Start                        0                                           x                       0,01

Ändring          +0,009999                       -0,009999         -0,009999                     

Jämvikt            0,009999                      x-0,009999          0,000001

Det ger dig följande jämviktsekvation:

Visa svaret

Kb=[HCOOH][OH-][HCOO-]\displaystyle K_b=\frac {[HCOOH][OH^-]}{[HCOO^-]}

5,56·10-11=(x-0,009999)·0,0000010,009999\displaystyle 5,56\cdot 10^{-11}=\frac {(x-0,009999)\cdot 0,000001}{0,009999}

 

Hejsan

 

nu har jag räknat lite, blir det rätt då?

Räknat att sänka pH 11 till pH 9

                            HCOO-(aq)+H2O(l) ⇆ HCOOH(aq) +    OH-(aq)

Start                        0                                           x                    0,001

Ändring          +0,00099                      -0,00099         -0,00099                     

Jämvikt            0,00099                      x-0,00099         0,00001

X = 5,56 E-10*0,00099/0,00001+0,00099 = 0,0009900055 mol/l för att sänka pH från 11 till 9 med myrsyra

Analogt beräknar jag sänka pH 12 till 9 med myrsyra

X = 5,56 E-10*0,00999/0,00001+0,00999 = 0,009990056 mol/l

Dvs myrsyra reagerar näst intill fullständigt är min tolkning? Blir detta rätt?

Svara Avbryt
Close