Akkurat nå er 63 pålogget.

Kjemi

Finne pH verdi

21. september kl. 16.14 av Jente

Hvor mye vil pH-verdien forandre seg hvis vi dobler vannmengden i 

a) en 0,20 mol/L løsning av HCl

b) en løsning av 0,10 mol CH3COOH og 0,10 mol NaCH3COO per L

c) en 0,20 mol/L løsning av en svak syre med syrekonstan Ka

Hvordan løser man dette?


Brukbart svar (0)

Svar #1
21. september kl. 22.23 av Janhaa

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

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

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


Brukbart svar (0)

Svar #2
21. september kl. 23.05 av tuffla

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).

\small pH = - log[H+] = - log(0,2) \approx 0,7

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 Ka

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

\small K_{a}\, =\, \frac{[CH_{3}COO^{-}]\cdot [H^{+}]}{[CH_{3}COOH]}

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, Ka, 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:

      \small K_{a}\, =\, \frac{[CH_{3}COO^{-}]\cdot [H^{+}]}{[CH_{3}COOH]} Når tallene settes inn blir dette seende slik ut:

           \small 1,8\, \cdot 10^{-5}\, =\, \frac{x\cdot x}{0,1\, -\, x}  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:

        \small 1,8\, \cdot 10^{-5}\, =\, \frac{x\cdot x}{0,1}   (*)

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
     \small x\, =\, \sqrt{1,8\, \cdot \, 10^{-6}}\, \approx 0,00134
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 Ka.

Jeg henviser til uttrykket merket med (*) over:

\small \small 1,8\, \cdot 10^{-5}\, =\, \frac{x\cdot x}{0,1}

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

\small K_{a}\, =\, \frac{x\cdot x}{0,2}

x2 = 0,2 * Ka

\small x\, =\, \sqrt{0,2\, \cdot \, K_{a}}\,

Dette gir at 

pH = \small - log ( \sqrt{0,2\, \cdot \, K_{a}})

Håper dette kan hjelpe noe.


Skriv et svar til: Finne pH verdi

Du må være pålogget for å skrive et svar til dette spørsmålet. Klikk her for å logge inn.
Har du ikke en bruker på Skolediskusjon.no? Klikk her for å registrere deg.