Beräkning av PH-värdet i en försurad sjö.
Hej jag har en uppgift som jag verkligen skulle behöva hjälp med.
En sjö antas vara rejält försurad. Ett vattenprov togs från sjön och med en syrabas-titrering skulle PH bestämmas noggrant. Vid titreringen användes 67,3 ml NaOH(aq) med koncentrationen 5,00*10^-4 mol/dm3 för att neutralisera 20.0 ml av ett vattenprov från sjön.
A) Bestäm sjöns PH-värde.
B) Sjöns volym är 40*10^6 m3. Hur stor massa kalciumhydroxid skulle behöva tillsättas för att höja PH-värdet till PH=4 i sjön?
Jag kommer ingen vart med B eftersom jag fastnat på A. Jag har räknat ut substansmängden för NaOH genom n=V*c som blev n=0.0673 dm3 * 5,00*10^-4 mol/dm3 = 3.365 * 10^-4.
Jag förstår inte hur jag ska komma vidare.
I B-uppgiften skall du använda kalciumhydroxid inte natriumhydroxid. Börja med att skriva en balanserad reaktionsformel. Hur många mol oxoniumjoner reagerar med 1 mol kalciumhydroxid?
Jag vet men jag räknade ut substansmängden för att NaOH i uppgift A. Behöver jag inte lösa A först för att kunna lösa B?
Du har inte någon nytta av natriumhydroxiden i fråga A för att kunna lösa fråga B, men du behöver pH-värdet som du har beräknat.
Det är det jag inte har gjort, jag behöver hjälp med hur jag beräknar PH-värdet i fråga A.
Börja med att beräkna hur många mol NaOH du har tillsatt och skriv en reaktionsformel för titreringen där hydroxidjoner reagerar med... ja vadå? Vad bildas?
Nu börjar jag förstå lite. Ska jag skriva NaOH + H30 --> 2H30 + Na(-) eller räcker det med att skriva OH(-) + H30 --> 2H20 ??
Jag funderade också på om jag skulle anta att svavelsyra hade försurad sjön och skriva 2NaOH + H2SO4 --> 2H20 + Na2SO4 eller det kanske blir helt fel med molförhållandet då??
Rätt formel är den mellan hydroxidjoner och oxoniumjoner (eller vätejoner). Troligtvis är det svavelsyra som hör försurat sjön, men det är ingenting som du bör eller ska anta i den här uppgiften.
Okej. Tack så mycket för ditt svar!
Då är mol förhållandet 1mol OH(-) <--> 1mol H3O
Vilket innebär att nH30 = nOH = 3.365*10^-4 mol
cH30 blir då 3.365*10^-4mol / 0.020dm3 = 0,016825 mol/dm3
För att räkna PH tar jag -log(0,018625) vilket på räknaren blir (avrundat) 1.77, vilket känns rimligt.
Har jag förstått det hela rätt?
Ursäkta att jag hade tolkat din fråga fel. Jag läste så slarvigt att jag trodde det var B du hade kört fast på.
Ingen fara, jag kanske skrev lite otydligt också. Jag tror jag vet hur man löser B med ditt svar ovan, har jag gjort rätt på fråga A??
NoraEL skrev:Okej. Tack så mycket för ditt svar!
Då är mol förhållandet 1mol OH(-) <--> 1mol H3O
Vilket innebär att nH30 = nOH = 3.365*10^-4 mol
cH30 blir då 3.365*10^-4mol / 0.020dm3 = 0,016825 mol/dm3
För att räkna PH tar jag -log(0,018625) vilket på räknaren blir (avrundat) 1.77, vilket känns rimligt.
Har jag förstått det hela rätt?
Du har räknat ut fel substansmängd. Troligen har du gjort fel i omvandlingen från ml till dm3.
1 ml = 0,001 dm3
Du har fått din substansmängd för NaOH 10 ggr för stor. Detta gör att du får en oxoniumjonkoncentration som är 10 ggr för stor och ett pH-värde som är en enhet för lågt. (Sjön blir ändå förfärligt sur.)
Man kan tillägga att pH 1,77 är ungefär vad magsaften håller. Orimligt frätande!
Oj, nej då låter inte PH= 1.77 rimligt. Jag såg nu att substansmängden blir 3.365*10^-5 och inte 3.365*10^-4.
Då blir cH30 3.365*10^-5 mol / 0.020 dm3 = 0.0016825 mol/dm3
-log(0.0016825) PH= 2.77 istället.
Det borde stämma? Eller är jag fortfarande ute och cyklar?
Nu ser det rätt ut! Det där är svaret på fråga A. Däremot bör du avrunda svaret till 2,8 eftersom ett pH med tre värdesiffror är orimligt noggrant. Man kan oftast bara mäta pH till två siffrors noggrannhet.
I fråga B kan en bra början vara att räkna ut hur många mol oxoniumjoner du har i sjön vid pH 2,77 respektive pH 4. Skillnaden är hur många mol du behöver avlägsna. Hur många mol hydroxidjoner går åt till det? Hur många mol kalciumhydroxid motsvarar det och vad väger den mängden kalciumhydroxid?
Okej så jag räknar ut n(H3O+) för PH≈2.8 i sjön: n(H3O+) 0.0016825 mol/dm3 * 40*10^9 dm3 = 67,4*10^6 mol
n(H3O+) för PH=4 i sjön: 10^-4 mol/dm3 * 40*10^9 dm3 = 4*10^6 mol
Skillnaden blir (67,4*10^6) - (4*10^6) = 63,4*10^6 mol oxoniumjoner som ska avlägsnas.
En balanserad reaktions formel blir: Ca(OH)2 + 2H3O(+) --> 4H2O + Ca(2+)
Molförhållandet 1 mol Ca(OH)2 <--> 2 mol H3O(+)
Hur gör jag nu??
Bra! Det ser rätt ut hittills. Från formeln vet du att hälften så många mol Ca(OH)2 jämfört med H3O+ reagerar. Du vet hur många mol H3O+ som behöver reagera. Hur många mol Ca(OH)2 krävs?
Blir nCa(OH)2 = 63,4*10^6 * 0,5 = 31,7*10^6 mol??
Eller vilket värde ska jag räkna på?
För om jag sen räknar ut det med m=M*n Blir det:
MCa(OH)2 = 74,12 g/mol
mCa(OH)2 = (31,7*10^6) * 74,12 = 2349604000 g vilket är förr mycket.
Det verkar som att du har räknat rätt. 2300 ton är mycket, men inte jättemycket sett ur etr industriellt perspektiv. Det är en stor sjö och pH ska höjas ganska rejält. Själva vattnet i sjön väger ju hela 40 miljoner ton.
Slutsats: Försura ej miljön pga det krävs ganska stora insatser för att ställa allt till rätta igen.
Okej, nu fattar jag äntligen, tack så hemskt mycket!
Ska komma ihåg det!
