Kapittel 17 Mer om likevekter

Transkript

1 Kapittel 17 Mer om likevekter 1. Mer om syre-base likevekter - Buffer o Definisjon o Hvordan virker en buffer? o Bufferkapasitet o Bufferlignigen o Hvordan lage en buffer med spesifikk ph?. Titrerkurver - Titrering av sterk syre med sterk base - Titrering av svak syre med sterk base (og omvendte) o ph beregninger i ulike punkt på titrerkurven - Syre og base indikatorer hvordan virker de? 3. Løselighetslikevekter - Løselighetsprodukt, beregninger o Fellesion effekt o Avhengighet av ph o Får vi utfelling?

2 Titrering av sterk syre med sterk base. En titrerer 5,00 ml 0,100 M HCl med 0,100 M NaOH Beregning av ph i 4 punkt på titretkurven ph 8 6 Ekvivalenspunkt tilsett 0,100 M NaOH 1. Start - Før tilsetning Vi har en løsning av 0,100 M HCl (sterk syre) dvs [H 3 O + ] 0,100 ph 1,00. Før ekvivalenspunktet Vi har tilsett 15,00 ml 0,100 M NaOH som reagerer med H 3 O + (fullstendig reaksjon) OH - + H 3 O + H O For å finne ph må vi finne [H 3 O + ] etter denne reaksjonen Vi må sette inn antall mol som reagerer (vi kan ikke bruke molaritet siden volumet endrer seg!) OH - + H 3 O + H O Start 1,5 mmol,5 mmol Endring -1,5 mmol -1,5 mmol Slutt 0 1,0 mmol [H 3 O + ] 1,0 mmol/(15,00 + 5,00) ml 0,05 M ph-log{0,05} 1,60 Beregn ph fra den nye [H 3 O + ] PS! Hugs at volumet har endret seg

3 3. I ekvivalenspunktet Vi har tilsett like mange mol OH - som vi hadde H 3 O + i start løsningen dvs. 5,00 ml 0,100 M NaOH OH - + H 3 O + H O Start,5 mmol,5 mmol Endring -,5 mmol -,5 mmol Slutt 0 0 Vi har da nøytralisert syren. ph er da bestemt av ioneproduktet til vann (ph 7) 4. Etter ekvivalenspunktet Vi har tilsett 35,00 ml 0,100 M NaOH (mer OH - enn vi hadde H 3 O + i startløsningen). Vi har da et overskudd av OH - som vil bestemme ph. Vi må finne hvor mye overskudd vi har. OH - + H + H O Start 3,5 mmol,5 mmol Endring -,5 mmol -,5 mmol Slutt 1,00 0 [OH - ] 1,00 mmol/(35,00 + 5,00)mL 0,0167 M poh - log {0,0167} 1,78 ph 1,

4 Titrering av svak syre med sterk base. En titrerer 5,00 ml 0,100 M CH 3 COOH med 0,100 M NaOH Vi beregner ph i 4 punkt Halvtitrerpunkt Ekvivalenspunkt ph Bufferområde Volum tilsatt 0,100 M NaOH (ml) 1. Start - Før tilsetning Vi har 5,00 ml av 0,100 M CH 3 COOH (svak syre). Finner ph ved vanlig likevekts beregning CH 3 COOH + H O CH 3 COO - + H 3 O + Start 0,100 M 0 M 0 M 0 Endring -X M X M X M Likevekt 0,100-X M X M X M CH COO H O x Ka 1,8 10 CH COOH 0,100 x x 1, ph, [ ] 3. Før ekvivalenspunktet Vi har tilsett 15,00 ml NaOH som reagerer med den svake syren. Denne reaksjonen er fullstendig. OH - + CH 3 COOH CH 3 COO - + H O Vi må finne hvor mye vi har av den svake syren og den svake basen etter denne reaksjonen. Vi må sette inn antall mol som reagerer i et likevektskjema (vi kan ikke bruke molaritet siden volumet endrer seg!) OH - + CH 3 COOH CH 3 COO - + H O Start 1,5 mmol,5 mmol 0 Endring -1,5 mmol -1,5 mmol 1,5 mmol Slutt 0 1,0 mmol 1,5 mmol Finner nye konsentrasjoner av CH 3 COOH og CH 3 COO -. Vi må gjøre likevektsberegning for å finne konsentrasjonen av H 3 O +. Vi bruker likevekten mellom den svake syren og vann. CH 3 COOH + H O CH 3 COO - + H 3 O + Start 0,050 M 0,0375M 0 M Endring -x X X Likevekt 0,050 - X 0,0375 x X

5 PS! Hugs at volumet endrer seg! CH COO H O x(x 0, 0375) Ka 1,8 10 CH COOH 0, 050 x x 1, ph 4, [ ] 3. I ekvivalenspunktet Vi har tilsett 5,00 ml 0,00 M NaOH (like mange mol OH - som vi hadde CH 3 COOH i start løsningen). Vi har da ha en løsning av CH 3 COO -. For å ph må vi først finne hvor mye en har av den svake basen. OH - + CH 3 COOH CH 3 COO - + H O Start,5 mmol,5 mmol 0 Endring -,5 mmol -,5 mmol,5 mmol Slutt 0 mmol 0 mmol,5mmol For å finne ph-en må vi gjøre likevektsberegning. Bruker likevekten mellom basen og vann siden vi ikke har noe igjen av den svake syren CH 3 COO - + H O CH 3 COOH + OH - Start 0,0500M 0 0 Endring -X X X Likevekt 0,0500-x M X X [ ] CH COOH OH x Kb 5,6 10 CH 0, 0500 x 3COO x 5, ph 8, Etter ekvivalenspunktet Vi har tilsett 35,00 ml 0,100 M NaOH (mer OH - enn vi hadde CH 3 COOH i startløsningen). Vi har da et overskudd av OH - som vil bestemme ph. Vi må finne hvor mye overskudd vi har. OH - + CH 3 COOH CH 3 COO - + H O Start 3,5 mmol,5 mmol 0 0 Endring -,5mmol -,5 mmol +,5 mmol Slutt 1,0 mmol 0,5 mmol En har også likevekten mellom den svake basen og vann men bidraget til OH- fra denne likevekten er liten (i forhold til mengden fra den sterke basen) [OH - ] 1,0 mmol/(35,00 + 5,00)mL 0,0167 M ph 1,

6 Beregning med når en har et fellesion: Vi har en løsning av 1,00 M eddiksyre og 1,00 M natriumacetat. Beregn konsentrasjonene ved likevekt og ph. Tilsetning av sterk syre til en buffer eddiksyre. Vi har 1,00 L av en buffer som består av 1,00 M natriumacetat og 1,00 M (i) Finn ph-en til denne bufferen (ii) Finn ph etter tilsettelse av 110,0 ml 1,00 M HCl Lage buffer med en spesifikk ph Vi vil lage en buffer med ph3,90 Vi velger maursyre (HCOOH) for å lage denne. Hva må konsentrasjonen av HCOOH og HCOO - være for at vi skal få denne ph-en? Beregninger for løselighet av salt Løselikhetsprodukt 1,00 L vann kan en løse,08*10-3 mol PbF. Hvor mye Ag CO 3 kan en løse i vann? Ksp 8,1*10-1

7 Fellesion effekt Hva er den molare løseligheten av Fe(OH) (s) i en løsning som fra før har en OH - konsentrasjon på 0,050 M? Får vi utfelling av fast stoff? Vi blander 100,0 ml 0,0010 M Pb(NO 3 ) og 100,0 ml 0,000 M MgSO 4. Vil vi få bunnfall? Bariumsulfat (BaSO 4 ) og sølvsulfat(ag SO 4 ) er tungtløselige salter. En vandig løsning som er 0,10 M både mhp. Ba + og Ag + tilsettes dråpevis en Na SO 4 - løsning. a) Hvilket av saltene Ag SO 4 og BaSO 4 vil utfelles først, og hva er konsentrasjonen av SO 4 - ved begynnende utfelling? b) Hva må konsentrasjonen av SO 4 - være for 99,9% utfelling av dette saltets kation fra løsningen? - c) Hva er konsentrasjonen av SO 4 ved begynnende utfelling av det andre saltet?