Kemisk jämviktsberäkning - Aluminium i vatten
Hej! Har en övningsuppgift som jag tänkte se om det finns någon som kan hjälpa mig med tips eller härledningar till hur jag ska tänka? Särskilt med hur man ska ställa upp ekvationssystemet m.a.p jämvikterna nedan.
Vi ska beräkna totala koncentrationen oorganiskt aluminium (dvs: [Al3+] + [AlOH2+] + [Al(OH)2+] + [Al(OH)3] + [Al(OH)4-]). Temperaturen är 25o. pH är 4.62. Aktivitetskoefficienter: 0.94 för envärda joner, 0.77 för två, 0.56 för trevärda joner.
{Al3+} styrs av jämvikt med Al(OH)3 som har log Ks=8.3
Hydroxokomplexen styrs av följande jämvikter:
Al3++H20 <=> AlOH2+ + H+ (log K = -5)
Al3++H20 <=> Al(OH)2+ + H+ (log K = -10.3)
Al3++H20 <=> Al(OH)3 + H+ (log K = -16.7)
Al3++H20 <=> Al(OH)4- + H+ (log K = -22.9)
Hur jag än försöker ställa upp ekvationssystemet får jag helt fel svar. Räknar man ut koncentrationen/aktiviteten av varje enskilt hydroxokomplex utifrån jämvikterna ovan (Alltså det behövs bara att räkna ut {Al3+}, och sen kan man räkna ut alla andra direkt), eller ställer man upp ett ekvationssystem där man först räknar ut {Al3+}, för att sedan kunna räkna ut AlOH2+, och sedan när man fått fram AlOH2+ så kan man räkna ut Al(OH)2+ och så vidare?
Det enklaste är nog att ställa upp ett ekvationssystem med jämviktsekvationer, laddningsvillkor, protonvillkor och haltvillkor. Du har sex okända koncentrationer så du behöver sex oberoende ekvationer. Jag tror mig se att du kan ställa upp fem jämviktsekvationer och ett protonvillkor (utnyttja sambandet mellan pH och aktiviteten av vätejoner).
Fallgropar:
- Har du tagit hänsyn till att reaktionerna inte är balanserade? I den andra ekvationen ska det t.ex. stå en tvåa framför både H2O och H+.
- Har du tagit hänsyn till att Al(OH)3 är ett hydroxokomplex och inte en fast förening, dvs du har Al(OH)3(aq) och inte Al(OH)3(s).
Ah. Ja, såg att ekvationerna är var balanserade när jag skrivit inlägget! Det kanske var den biten jag föll på gång på gång. Ska ju vara 1, 2, 3 resp. 4 H20 och H+ på vardera ekvation. Tror att jag faktiskt löste uppgiften nu. Tack för ditt svar!
