Neutralisering
Jag har fått följande uppgift:
Våra sjöar blir sura av det sura regnet och behöver kalkas för att neutralisera vattnet. Antag att pH = 4,5 i en sjö med 100 000 m3 vatten. Hur mycket kalk i form av Ca(OH)2 måste man tillsätta för att neutralisera vattnet (dvs. öka pH till 7)?
Utifrån informationen har jag tagit reda på [H+] genom att ta 10-4.5 = 3,16 * 10^-5 M.
Jag vet också att vid pH 7 är [H+] = [OH-]. Därmed bör [OH-] vid pH 7 vara = 10-7 = 1 * 10-7 M
Härifrån blir jag osäker. Jag kan räkna ut substansmängden (n) för Ca(OH)2, vilket blir (10-7 M) * (100 000 * 103 L) = 10 mol.
Molmassan för Ca(OH)2 är 74,1 g/mol. Massan (m) blir då 10 mol * 74,1 g/mol = 741 g. Jag har tyvärr inget facit på uppgiften men jag tycker att 741 g låter orimligt lite för 100 000 m3.
Vad tror ni?
Du måste räkna ut hur många mol vätejoner som behöver tas bort från vattnet för att höja pH från 4,5 till 7. Hur många mol kalciumhydroxid behöver man tillsätta för att bli av med så många mol vätejoner?
Ok, tack. Då har jag gjort såhär och får svaret 233 kg, ser det rätt ut?
nH+ vid pH 4,5 = c * V = 3,16 * 10-5 M * (100 000 * 103 L) = 3160 mol
nH+ vid pH 7 = c * V = 10-7 M * (100 000 * 103 L) = 10 mol
3160 - 10 = 3150 mol
cCaOH2 = n/V = 3150 mol/(100 000 * 103 L) = 3,15 * 10-5 M
mCaOH2 = c * MV = 3,15 * 10-5 M * 74,1 g/mol * (100 000 * 103 L) = 233415 g = 233 kg
Nästan rätt, men går det verkligen åt en mol kalciumhydroxid för reaktion med en mol vätejoner? För det är vad du räknar med nu. Skriv en balanserad reaktionsformel så ser du hur det blir om du är osäker.
Sedan behöver du inte beräkna någon koncentration av kalciumhydroxid, det blir bara en omväg eftersom du först delar substansmängden med volymen för att beräkna koncentrationen. I nästa steg multiplicerar du med volymen igen när du ska bestämma massan. Det är mer logiskt att använda m=n*M direkt efter att du har bestämt substansmängden kalciumhydroxid.
