Finne pH verdi

a) [HCl] = 0,1 M => pH = 1

b) pH = pKa - log(0,1/0,1= = pKa

c) pH = 0,5(pKa - log(0,1)) =...

Hei.

a) pH til saltsyra ved start finner du ved at pH = - log[H⁺], den negative logaritmen til konsentrasjonen av H⁺ (noen sier H₃O⁺) ioner i løsninga.

Saltsyre er ei sterk syre, så den dissosierer fullstendig i vann:
HCl --> H⁺ (aq) + Cl^- (aq) 
(aq betyr at ionene er løst i vannet)

Dette betyr at alle molekylene av saltsyre (HCl) er borte, og har gått over til H⁺ og Cl^-.

Vi har derfor en konsentrasjon av H⁺ på 0,2 mol/L (M eller molar).

Hvis vi dobler vannmengden, vil konsentrasjonen til H+ halveres og bli 0,1 M.

Da blir pH = - log(0,1) = 1

####################################################################################

b) Eddiksyre (CH₃COOH) er ei svak syre. Det betyr at når den blir løst i vann vil bare noen få av CH₃COOH - molekylene gå over til CH₃COO^- og H⁺. For å finne pH i eddiksyre, må vi vite noe som kalles for syrekonstanten til eddiksyre, symbolet for syrekonstanten er K_a. 

Når eddiksyre løses i vann, får vi CH₃COO^- og H+. Vi kan skrive denne reaksjonslikninga:

CH3COOH <--> CH3COO- (aq) + H+ (aq)

Legg merke til at reaksjonspila peker begge veier. 

Syrekonstanten til eddiksyre er definert ved at

De to som står på toppen i brøken er konsentrasjonen til CH₃COO^- og konsentrasjonen til H⁺. Under brøkstreken står konsentrasjonen til CH₃COOH (eddiksyre).

Så når vi skal regne slike oppgaver, bruker vi et triks for å finne ut omtrent hvor store konsentrasjonene må bli.

I tabeller blir det ofte oppgitt at syrekonstanten, K_a, til eddiksyre er 1,8 * 10^-5. Så veldig få av eddiksyremolekylene blir omdannet til ioner.

Når vi vet konsentrasjonen til eddiksyre i vann, kan vi regne ut hvor mye H⁺ vi (omtrentlig) har i vannet med denne metoden:

1. Sett opp konsentrasjonene ved start (før syra reagerer):

        CH3COOH : 0,1 M
        CH3COO- :   0 M
        H+:                0 M

2. Sett opp hva som skjer med konsentrasjonene.
    Vi antar konsentrasjonen av H⁺ til slutt er lik x:

        CH3COOH:  0,1 - x   (konsentrasjonen avtar med x)
        CH3COO- :    x          (konsentrasjonen øker med x)
        H+:                 x          (konsentrasjonen øker med x)

3. Sett tallene fra 2. inn i definisjonen for syrekonstanten, se over:

       Når tallene settes inn blir dette seende slik ut:

             Her har vi puttet inn det vi vet vil skje når syra er løst i vannet.

4. Nå kommer det lille trikset som gjør arbeidet lettere. Vi antar at x er så veldig mye mindre enn 0,1 (eller hva nå enn konsentrasjonen av eddiksyre var ved start) at vi rett og slett fjerner x-en i uttrykket i nevneren bakerst, og da blir det vi står igjen med dette:

           (*)

5. Dette er et uttrykk som lett omformes ved at du ganger med nevneren på hver side, og da får du at:

     1,8 * 10^-5 * 0,1 = x², eller at
      x² = 1,8 * 10^-6
   Hvis vi nå tar kvadratrot på begge sider får vi at
     
6. Vi har funnet x, som er konsentrasjonen til H⁺. Da kan vi regne ut pH som før:
    pH = - log[H⁺] = -log(0,00134), som blir omtrent 2,87.

#####################################################################

Natriumsaltet til den svake syra eddiksyre er CH₃COONa, bare skrevet på en litt annen måte i opgaven,
som NaCH₃COO (noen ganger Na⁺CH3COO^-), noen ganger kalt natriumacetat (et veldig artig stoff, som man kan lage "instant ice" av). Dette saltet vil løse seg i vann, men så vil CH₃COO^- ionene ta til seg H+ fra vannmolekylene og gå over til eddiksyre, CH₃COOH. Dette skjer nettopp fordi eddiksyre er ei svak syre (husk at reaksjonspila går begge veier for slike syrer). Dette fører til av vannløsninga blir BASISK, fordi det dannes OH- ioner når eddiksyremolekylene dannes.

Først frigis ionene:

CH₃COONa --> CH₃COO^- (aq) + Na⁺ (aq)

Så reagerer syre-ionet med vann og danner eddiksyre og OH^- ioner:

CH₃COO^- (aq) + H₂O --> CH₃COOH + OH^- (aq)

Men vi kan like gjerne skrive likninga over slik:
CH₃COO^- (aq) + H₃O⁺ (aq) --> CH₃COOH + H₂O
Hvis vi snur på denne likninga får vi likninga for å løse eddiksyre i vann. Så vi får det "motsatte" resultatet av det vi fikk i første del av oppgave b).

Vi ender opp med at pH blir 14 - pH fra første del, eller 14 - 2,87 = 11,13.

c) Her er de ute etter den generelle løsninga, for ei 0,2M løsning av ei svak syre med syrekonstant K_a.

Jeg henviser til uttrykket merket med (*) over:

Hvis vi bytter ut tallet til venstre med Ka, og erstatter 0,1 med 0,2 i nevneren til høyre, får vi at:

x² = 0,2 * K_a

Dette gir at 

pH = 

Håper dette kan hjelpe noe.