Beräkna m(CaCO3) som krävs för att höja pH-värdet i en försurad sjö.
Information: I en försurad sjö är pH 4,00. Sjöns vattenvolym är 2,0·10^7 m3. Man vill höja vattnets pH till 6,50 genom att tillsätta kalciumkarbonat CaCO3. Då sker reaktionen:
CaCO3 (s) + 2 H+ → Ca2+ + H2O + CO2 (g)
Frågan: Beräkna massan av det kalciumkarbonat man teoretiskt måste sätta till sjön.
Mina uträkningar:
pH 4 → [H⁺] = 10⁻⁴mol/dm³
pH 6.5 → [H⁺] = 10⁻⁶.⁵ ≈ 3.162*10⁻⁷ mol/dm³
V(sjön) = 2,0·10⁷ m³= 2.0*10¹⁰ dm³
n(H⁺, sjön före kalkning) = c*V = 10⁻⁴mol/dm³ * 2.0*10¹⁰ dm³ = 2*10⁶ mol
n(H⁺, efter kalkning) = c*V = 3.162*10⁻⁷ * 2.0*10¹⁰ dm³ = 6.324*10³ mol
Här är jag lite osäker om vilken substansmängd vätejoner som jag ska räkna med men kom iallafall fram till detta:
Substansmängd vätejoner som måste neutraliseras för att uppnå pH=6.5:
2*10⁶ mol - 6.324*10³ mol ≈ 1.993676*10⁶ mol (1)
Mellan CaCO₃ och H⁺ är molförhållandet 2:1
CaCO₃ (s)+ 2 H⁺→Ca²⁺ (aq) + H₂O (l) + CO₂ (g)
Detta innebär att 2mol H⁺ reagerar med 1mol CaCO₃ därför behövs det följande substansmängd CaCO₃ : n(CaCO₃) = n(H⁺)*0.5 ≈ 9.96838*10⁵ mol
M(CaCO₃) = 40.078 + 12.011 + (3*15.999) = 100.086 g/mol
m=M*n → m(CaCO₃) = 100.086 g/mol * 9.96838*10⁵ mol ≈ 99769528 g
99769528 g ≈ 1*10⁶ kg
svar: 1*10⁶ kg
Jag har läst några liknade trådar här och jag har inte samma svar som dem, vart/ har jag gjort fel?
Det är den här beräkningen dom är väldigt fel:
Substansmängd vätejoner som måste neutraliseras för att uppnå pH=6.5:
2*10⁻⁶ mol - 6.324*10⁻³ mol ≈ 1.993676*10⁶ mol
Det borde vara
Substansmängd vätejoner som måste neutraliseras för att uppnå pH=6.5:
6.324*10⁻³ -2*10⁻⁶ mol ≈ 6,1*10⁻³ mol
Hm, ser att jag skrivit den beräkningen fel ska vara:
2*10⁶ mol - 6.324*10³ mol ≈ 1.993676*10⁶ mol
Alltså en positiv exponent istället för en negativ, ska jag ändå byta plats på värdena i subtraktionen?
Nej, du skall ta det större talet (dem med exponenten -5, som motsvarar pH = 4,5) minus det mindre talet (som motsvarar pH = 6). Dessutom ser det ut som om du behöver repetera räkning med tiopotenser.
För att höja pH från 4,0 till 6,5 i 1 liter vatten behövs det 6,324*10⁻³ -2*10⁻⁶ mol ≈ 6,1*10⁻³ mol vätejoner. Sjöns volym är 2,0.107m3 = 2,0.1010 liter så det behövs 1,22.106 mol vätejoner, d v s 6,1.105 mol kalciumkarbonat.
Tack för svar!
Dock har jag räknt ut dessa substansmängder:
n(H⁺, sjön före kalkning) = c*V = 10⁻⁴mol/dm³ * 2.0*10¹⁰ dm³ = 2*10⁶ mol
n(H⁺, efter kalkning) = c*V = 3.162*10⁻⁷ * 2.0*10¹⁰ dm³ = 6.324*10³ mol
Så då ska jag alltså subtrahera dessa från varandra vilket jag utförde i första inlägget, ser det rätt ut nu?
Det ända jag har ändrat är att jag skrivit positiva exponenter istället för negativa i uträkning (1). :)
Jag ser att jag har skrivit fel siffror i mitt inlägg tidigare. För att höja pH från 4 till 6,5 behövs det 1.10-4-3.10-7 = 1.10-5 mol vätejoner. För att höja pH i hela sjön behövs det 2.1010.10-5 = 2.105 mol vätejoner, d v s 105 mol kalciumkarbonat.
Vi är alltså överens, förutom att du har alldeles för många värdesiffror.
Okej! Tack så mycket för hjälpen! :)
