Beräkna pH i lösning
Två uppgifter
1.
Beräkna pH i en lösning där 0,140 dm3 0,015 mol/dm3 saltsyra blandas med 0,270 dm3 0,011 mol/dm3 kaliumhydroxid och 0,220 dm3 0,045 mol/dm3 svavelsyra (anta att svavelsyran protolyseras fullständigt).
2.
Man har 75,00 cm3 svavelsyra. Syran titreras med en natriumhydroxidlösning som har koncentrationen 0,0100 mol/dm3. När syran neutraliserats avlästes volymen tillsatt NaOH (aq) till 24,0 cm3. Vilken är syrans koncentration?
Svavelsyra protolyseras i två steg:
H2SO4 + H2O --> HSO4- + H3O+
HSO4- + H2O --> SO42- + H3O+
Uppgift 1
"Pga att protolysen med svavelsyra sker fullständigt i två steg, så bildar en svavelsyramolekyl två oxoniumjoner. "
nH3O+ (H2SO4) = 2 * 9,9 * 10-3 = 0,0198 mol
Uppgift 2
"För varje svavelsyra molekyl bildas det två stycken oxoniumjoner. Antalet oxoniumjoner motsvarar antalet hydroxidjoner. Därför krävs det endast hälften av svavelsyrans substansmängd som för natriumhydroxiden."
nH2SO4 = nNaOH / 2 = 2,4 * 10-4 / 2 = 1,2 * 10-4 mol
Min fråga är varför gör man som det står. Varför det blir hälften så mycket eller dubbelt så mycket svavelsyrans substansmängd? Är det något regel bakom denna?
Rubrik ändrad från "Jag förstår inte riktigt varför man gör så?" till nuvarande. En beskrivande rubrik underlättar för de som svarar, och hjälper till att skilja trådar från varandra. /Smutstvätt, moderator
Lägg varje fråga i en egen tråd, så blir det mindre rörigt, tack! /moderator
Smutstvätt skrev:Lägg varje fråga i en egen tråd, så blir det mindre rörigt, tack! /moderator
tack
Nja, frågan är ju varför man gör olika med saltsyra jämfört med svavelsyra, så frågorna kan vara kvar i samma tråd. /moderator
För att saltsyra är en enprotonig syra och svavelsyra en tvåprotonig syra.
Smaragdalena skrev:Nja, frågan är ju varför man gör olika med saltsyra jämfört med svavelsyra, så frågorna kan vara kvar i samma tråd. /moderator
För att saltsyra är en enprotonig syra och svavelsyra en tvåprotonig syra.
Hur ska jag veta när det är dubbelt så mycket eller hälften så mycket?
Skriv reaktionsformler.
Smaragdalena skrev:Skriv reaktionsformler.
1.
Inte helt säker med denna.
Ca(OH)2 + H2SO4 --> CaSO4 + H2O
HCl + CaSO4 --> CaCl2 + H2SO4
eller är det bara
HCl + Ca(OH)2 + H2SO4 -->
Men nu vet jag ej hur det blir med reaktanten.
2.
HCl + NaOH --> NaCl +H2O
1.
Beräkna pH i en lösning där 0,140 dm3 0,015 mol/dm3 saltsyra blandas med 0,270 dm3 0,011 mol/dm3 kaliumhydroxid och 0,220 dm3 0,045 mol/dm3 svavelsyra (anta att svavelsyran protolyseras fullständigt).
Saltsyra är en enprotonig stark syra. I 0,140 dm3 saltsyra med koncentrationen 0,015 mol/dm3 är substansmängden oxoniumjoner lika med 0,0140.0,015 = 0,000210 mol.
Kaliumhydroxid har formeln Ca(OH)2. Det finns alltså 2 mol hydroxidjoner i 1 mol kalciumhydroxid. 0,270 dm2 kalciumhydroxid med koncentrationen 0,011 mol/dm3 innehåller 0,270.0,011 = 0,0030 mol kalciumhydroxid och alltså 0,0060 mol hydroxidjoner.
Svavelsyra skall enligt uppgiftstexten protolyseras fullständigt i båda stegen. Det betyder att 1 mol svavelsyra ger 2 mol oxoniumjoner. I 0,220 dm3 svavelsyra med koncentrationen 0,045 mol/dm3 finns det 0,0220.0,045 = 0,00099 mol svavelsyra och alltså 0,00198 mol oxoniumjoner.
Om man blandar 0,000210 + 0,00198 = 0,0022 mol oxoniumjoner med 0,0060 mol hydroxidjoner kommer de att reagera med varandra, så att oxoniumjonerna förbrukas och det bara finns 0,0038 mol hydroxidjoner kvar.
Hur stor är den totala volymen? Vilken blir koncentrationen av oxoniumjoner? Vad blir pOH? Vad blir pH?
Smaragdalena skrev:1.
Beräkna pH i en lösning där 0,140 dm3 0,015 mol/dm3 saltsyra blandas med 0,270 dm3 0,011 mol/dm3 kaliumhydroxid och 0,220 dm3 0,045 mol/dm3 svavelsyra (anta att svavelsyran protolyseras fullständigt).
Saltsyra är en enprotonig stark syra. I 0,140 dm3 saltsyra med koncentrationen 0,015 mol/dm3 är substansmängden oxoniumjoner lika med 0,0140.0,015 = 0,000210 mol.
Kaliumhydroxid har formeln Ca(OH)2. Det finns alltså 2 mol hydroxidjoner i 1 mol kalciumhydroxid. 0,270 dm2 kalciumhydroxid med koncentrationen 0,011 mol/dm3 innehåller 0,270.0,011 = 0,0030 mol kalciumhydroxid och alltså 0,0060 mol hydroxidjoner.
Svavelsyra skall enligt uppgiftstexten protolyseras fullständigt i båda stegen. Det betyder att 1 mol svavelsyra ger 2 mol oxoniumjoner. I 0,220 dm3 svavelsyra med koncentrationen 0,045 mol/dm3 finns det 0,0220.0,045 = 0,00099 mol svavelsyra och alltså 0,00198 mol oxoniumjoner.
Om man blandar 0,000210 + 0,00198 = 0,0022 mol oxoniumjoner med 0,0060 mol hydroxidjoner kommer de att reagera med varandra, så att oxoniumjonerna förbrukas och det bara finns 0,0038 mol hydroxidjoner kvar.
Hur stor är den totala volymen? Vilken blir koncentrationen av oxoniumjoner? Vad blir pOH? Vad blir pH?
Vänta det handlar om molförhållandet?
Jag trodde det var något annat som hängde ihop.
Vänta det handlar om molförhållandet?
Jag trodde det var något annat som hängde ihop.
Kemiska reaktioner handlar väl alltid om molförhållanden?
Kan du utveckla vad d u menar att du trodde? Det är väldigt svårt att svara på något så diffust.
Smaragdalena skrev:Vänta det handlar om molförhållandet?
Jag trodde det var något annat som hängde ihop.
Kemiska reaktioner handlar väl alltid om molförhållanden?
Kan du utveckla vad d u menar att du trodde? Det är väldigt svårt att svara på något så diffust.
Jag trodde det var något annat än molförhållandet. Kanske borde skriva ner reaktionsformeln först och nu inser jag att jag har skrivit fel kemisk formeln svavelsyra. Det blir:
H2SO4 + 2NaOH --> Na2SO4 + 2H2O
Första steget bör vara att man skriver ner reaktionsformlerna. I den första uppgiften bör det vara:
H2SO4 + H2O => HSO4- + H3O+
HSO4- + H2O => SO42- + H3O+
KOH(s) => K+(aq) + OH-(aq
HCl + H2O => H3O+ + Cl-(aq)
H3O+ + OH- = 2 H2O
och så ser jag att jag blandade ihop kaliumhydroxid och kalciumhydroxid. Det blir inte 0,006 mol hydroxidjoner, utan 0,003 mol. Då blir det 0,0008 mol hydroxidjoner istället.
Smaragdalena skrev:Första steget bör vara att man skriver ner reaktionsformlerna. I den första uppgiften bör det vara:
H2SO4 + H2O => HSO4- + H3O+
HSO4- + H2O => SO42- + H3O+
KOH(s) => K+(aq) + OH-(aq
HCl + H2O => H3O+ + Cl-(aq)
H3O+ + OH- = 2 H2O
och så ser jag att jag blandade ihop kaliumhydroxid och kalciumhydroxid. Det blir inte 0,006 mol hydroxidjoner, utan 0,003 mol. Då blir det 0,0008 mol hydroxidjoner istället.
På facit i första uppgiften står det något annat svar:
ntotal H3O+ = nH3O+ (HCl) + nH3O+ (H2SO4) - nKOH = 0,01893 mol
Jag kan mycket väl ha räknat fel (eller skrivit av fel). Kontrollräkna! Synd om inte facit har givit några mellanresultat.
Smaragdalena skrev:Jag kan mycket väl ha räknat fel (eller skrivit av fel). Kontrollräkna! Synd om inte facit har givit några mellanresultat.
Allt från facit.
VHCl = 0,140 dm3
CHCl = 0,015 mol/dm3
VKOH = 0,270 dm3
CKOH = 0,011 mol/dm3
VH2SO4 = 0,220 dm3
CH2SO4 = 0,045 mol/dm3
nH3O+ (HCl) = CHCl * VHCl = 0,015 * 0,140 = 2,1 * 10-3 mol
nH2SO4 = CH2SO4 * VH2SO4 = 0,045 * 0,220 = 9,9 * 10-3 mol
Pga att protolysen med svavelsyra sker fullständigt i två steg, så bildar en svavelsyramolekyl två oxoniumjoner.
nH3O+ (H2SO4) = 2 * 9,9 * 10-3 = 0,0198 mol
nKOH = CKOH * VKOH = 0,011 * 0,270 = 2,97 * 10-3 mol
Vid neutralisation:
OH- + H3O+ ⇆ 2H2O
Om man tar hänsyn till att de hydroxidjoner som frigörs när KOH blandas med vatten reagerar med de oxoniumjoner som frigörs när syrorna blandas med vatten sker följande:
ntotal H3O+ = nH3O+ (HCl) + nH3O+ (H2SO4) - nKOH = 0,01893 mol
Vtotal = 0,140 + + 0,270 + 0,220 = 0,630 dm3
Ctotal H3O+ = ntotal H3O+ / Vtotal = 0,01893 / 0,630 = 0,03004761905 mol
pH = -log [H3O+] = -log 0,03004761905 = 1,52
Svar: pH = 1,52
Jag hade fått med en nolla för mycket i substansmängden för oxoniumjoner från saltsyran.
Smaragdalena skrev:Jag hade fått med en nolla för mycket i substansmängden för oxoniumjoner från saltsyran.
Är det ok om jag ställer en till fråga?
Varför tar man nKOH med totala n? Förklaringen finns men förstår inte riktigt helt. Är det för att endast ha det till pH och inte pOH?
Hydroxidjonerna kommer att reagera med oxoniumjonerna, som i sista reaktionsformeln i det här inlägget.
