4.4 Syre-basetitrering vi måler [H3O + ] og [OH ] i en løsning

Transkript

1 4.4 Syre-basetitrering vi måler [H3O + ] og [OH ] i en løsning Vil løsninger som fås ved blanding av like stoffmengder av de følgende syrene og basene være sure, basiske eller nøytrale? a HCl + KOH b HBr + NH3 c CH3COOH + NaOH d HCN + LiOH Hvilken stoffmengde NaOH trengs for å nøytralisere a 100 ml 0,010 mol/l HCl b 200 ml 0,10 mol/l HNO3 c 30 ml 0,10 mol/l H2SO Hvor stort volum 0,10 mol/l NaOH trengs for å nøytralisere a 100 ml 0,010 mol/l HCl b 200 ml 0,10 mol/l HNO3 c 30 ml 0,10 mol/l H2SO Regn ut den ph-verdien vi får når vi blander a 0,5 mol NaOH og 3,0 L 0,15 mol/l HCl b 10 g HCl og 2,0 L 0,30 mol/l NaOH Vi ser bort fra volumendringer når stoffene blandes ,0 ml av en saltsyreløsning ble målt opp med en pipette og overført til en titrerkolbe. Kolben ble også tilsatt noen dråper med BTB. Løsningen skiftet farge etter at vi hadde tilsatt 35,3 ml 0,200 mol/l NaOH fra en byrette. Finn konsentrasjonen av saltsyreløsningen ,530 g NaOH blir løst i vann og fortynnet til 1,00 L. a Finn løsningens ph-verdi. b Hvor mange ml 0,100 mol/l HCl-løsning går med for å nøytralisere natriumhydroksidløsningen? c Hva blir ph i løsningen dersom vi tilsetter den nøytrale løsningen i bytterligere 500 ml av HCl-løsningen? Følgende løsninger blir tilsatt 1,0 mol/l NaOH til blandingene er nøytrale: A 80 ml 1,0 mol/l HCl B 50 ml 2,0 mol/l HNO3 C 60 ml 1,0 mol/l H2SO4 D 60 ml 1,0 mol/l NaHSO4 Hvilken av løsningene krever det største volumet NaOH?

2 4.116 En løsning lages ved å blande like volumer av saltsyre og 0,400 mol/l kalsiumacetatløsning, Ca(CH3COO)2. ph i den utblandede løsningen er 5,00. Beregn likevektskonsentrasjonen av følgende ioner i løsningen: acetat, klorid, oksonium, hydroksid, kalsium ,0 g bariumoksid, BaO, blandes med 1,12 L 0,95 mol/l saltsyre. a Skriv reaksjonslikning for reaksjonen som vil foregå. b Hva blir ph i sluttløsningen? c Hva blir sluttproduktet hvis løsningen dampes inn? Avgjør om ph i løsningen øker, blir uforandret eller avtar ved prosessene nedenfor: a CaO løses i 0,1 mol/l saltsyre. b 2 mol/l eddiksyre fortynnes med vann. c SO2-gass løses i 0,1 mol/l NaOH. d 6 mol/l NH3 kokes Vi har fire svovelsyreløsninger: A 800 ml 1,0 mol/l B 500 ml 2,0 mol/l C 100 ml 3,0 mol/l D 600 ml 2,5 mol/l Hvilken løsning a er mest konsentrert b inneholder flest sulfationer c inneholder 1,0 mol H2SO4 d nøytraliseres av 1,5 L 2,0 mol/l NaOH Hvor stort volum 0,100 mol/l NaOH skal til for å nøytralisere a 25,0 ml 0,080 mol/l HCl b 35,0 ml 0,124 mol/l HNO3 c 35,3 ml 0,102 mol/l HClO4 d en løsning som inneholder 0,151 g CH3COOH Det fiolette stoffet Cr(OH)3 er omtrent uløselig i rent vann, men løser seg i syre. Sett opp en reaksjonslikning for oppløsningen av hydroksidet, og gi en forklaring på hvorfor Cr(OH)3 løser seg i syre ,0 ml 0,100 mol/l saltsyre i en erlenmeyerkolbe ble titrert med 0,100 mol/l natriumhydroksidløsning. a Beregn ph-verdien i titrerkolben når 25,0 ml av natriumhydroksidløsningen er tilsatt, og når 50,0 ml er tilsatt. b Lag en enkel skisse av titrerkurven med tilsatt mengde natriumhydroksid langs førsteaksen (x-aksen).

3 4.123 Titrerkurven viser en titrering av 10,0 ml saltsyreløsning med ukjent konsentrasjon mot 0,100 mol/l NaOH. Finn konsentrasjonen av saltsyreløsningen En elev skulle bestemme konsentrasjonen av en saltsyreløsning. Eleven pipetterte ut 25,0 ml av saltsyreløsningen og overførte den til en erlenmeyerkolbe. Indikator ble tilsatt, og eleven titrerte med 0,100 mol/l NaOH-løsning til ekvivalenspunktet ble nådd. Da var det brukt 23,6 ml av NaOH-løsningen. a Beregn konsentrasjonen av saltsyreløsnigen. b Vil disse handlingene enkeltvis innvirke på den saltsyrekonsentrasjonen du finner? Begrunn svarene. 1 Eleven foretok titreringen sittende slik at øynene hele tiden var lavere enn væskenivået i byretten. 2 Byrettespissen ble ikke fylt med NaOH-løsning før titreringen startet. 3 Erlenmeyerkolben ble skylt med destillert vann før titreringen startet, og det var vannrester igjen i kolben da saltsyra ble pipettert over i den. 4 NaOH-løsningen som ble fylt i byretten, ble hentet fra en stamflaske ved hjelp av en kolbe som eleven nylig hadde vasket og til slutt skylt godt med destillert vann I et skolelaboratorium ble konsentrasjonen av en eddiksyreløsning bestemt ved hjelp av en titrering med 0,100 mol/l NaOH-løsning. To elever titrerte hver sin prøve på 25,0 ml av eddiksyreløsningen. Elev A benyttet metylrødt som indikator, titrerte til gul farge og fikk et forbruk av NaOH-løsningen på 12,0 ml. Elev B brukte fenolftalein som indikator. Denne eleven titrerte til svakt rød farge og fikk et forbruk på 12,6 ml. a Hva mener vi med ekvivalenspunktet i en syre-basetitrering? b Hvilken eddiksyrekonsentrasjon fant elevene? c Hva kan årsaken være til at elevene får forskjellig resultat? d Hvilken av elevene mener du fikk det riktigste resultatet? Grunngi svaret.

4 ,0 ml 0,100 mol/l eddiksyre ble titrert mot 0,100 mol/l NaOH. Under titreringen ble ph-verdien lest av og disse resultatene ble notert (se tabellen): a Framstill kurven grafisk. Avsett tilsatt mengde NaOH langs førsteaksen (x-aksen) og ph-verdiene langs andreaksen (y-aksen). b Bruk grafen til å finne ph-verdien ved ekvivalenspunktet. c Regn ut ph-verdien i løsningen ved ekvivalenspunktet. Volum NaOH 0 5,0 10,0 15,0 20,0 23,0 24,5 24,8 24,9 25,0 25,1 25,2 25,5 27,0 30,0 (ml) ph 2,9 4,1 4,5 4,9 5,3 5,7 6,4 6,9 7,1 8,7 10,3 10,6 11,0 11,6 12, a Definer begrepene syre og base. b Gjør greie for syre-baseparene i en løsning av saltet natriumacetat i vann. c Regn ut ph i 1 0,2 mol/l HCl 2 0,10 mol/l CH3COO d Titrerkurven på figuren viser hvordan ph-verdien gradvis endrer seg fra 2,8 mot 12,4 når vi setter 0,100 mol/l NaOH-løsning til 20,0 ml eddiksyre (etansyre). e 1 Les av fra kurven hva ph vil være ved ekvivalenspunktet. 2 Foreslå en indikator som kan brukes ved denne titreringen. 3 Tegn en enkel skisse av titrerkurven for en titrering av 20,0 ml 0,100 mol/l saltsyre med 0,100 mol/l NaOH-løsning. Hva er forskjellen mellom denne kurven og kurven på figuren? Regn ut konsentrasjonen av eddiksyra i oppgave d ut fra 1 avlesning av ph i starten av titreringen. 2 forbruket av NaOH-løsningen ved titrering til ekvivalenspunktet. Vurder de to svarene mot hverandre.

5 4.128 Kurvene nedenfor viser mulige sammenhenger mellom elektrisk ledningsevne og tilsatt volum natriumhydroksid, NaOH, ved titreringer: a b Hvilken av grafene representerer best endringen i elektrisk ledningsevne når en vannløsning av saltsyre, HCl, titreres (nøytraliseres) med en vannløsning av NaOH? Hvilken av grafene representerer best endringen i elektrisk ledningsevne når en vannløsning av eddiksyre, CH3COOH, titreres (nøytraliseres) med en vannløsning av NaOH? En svak syre HA blir titrert mot 0,10 mol/l NaOH, og vi får denne titrerkurven: Hvilke(n) påstand(er) er riktige? A I punktet A er [HA] << [A ] (<< betyr mye mindre enn) B I punktet B er [HA] [A ] C I punktet C er [H3O + ] = [OH ] D I punktet D er [A ] << [HA] E I punktet D er [OH ] << [H3O + ]

6 4.130 Vi ønsker å bestemme konsentrasjonen i en løsning av en enprotisk organisk syre og syrekonstanten til syra. Vi titrerer 30,0 ml av syreløsningen til ekvivalenspunktet med 0,120 mol/l natriumhydroksid. Forbruket er 32,6 ml. a Forklar hvordan vi ved hjelp av ph-målinger kan bestemme ekvivalenspunktet i en slik titrering av en svak syre med en sterk base. b Beregn konsentrasjonen av syreløsningen. c Vi fortynner syreløsningen slik at vi får 0,100 mol/l løsning der vi måler ph til 2,87. Beregn Ka. Hvilken syre kan dette være? En svak syre HA blir titrert mot 0,10 mol/l NaOH, og vi får denne titrerkurven: a b c Regn ut stoffmengden av syra HA. Les av ph ved ekvivalenspunktet. Hvilken indikator ville du brukt i denne titreringen En løsning av ammoniakk blir titrert med en saltsyreløsning. Vi sier at volumet av tilsatt saltsyreløsning er V ml. Hvilken titrerkurve viser denne titreringen?

7 4.133 Vi skal bestemme konsentrasjonen av en ammoniakkløsning ved titrering mot 0,100 mol/l saltsyre. Vi pipetterer ut 25,0 ml ammoniakkløsning i en erlenmeyerkolbe og tilsetter indikator. Indikatoren slår om etter at vi har tilsatt 18,25 ml saltsyreløsning. a Finn konsentrasjonen av ammoniakkløsningen. b Beregn ph-verdien til løsningen i erlenmeyerkolben ved ekvivalenspunktet. c Hvilke indikatorer kan vi bruke i forsøket? To elever bestemte konsentrasjonen av ammoniakk i en løsning på hver sin måte. Elev A overførte med en pipette 10,0 ml av ammoniakkløsningen til en målekolbe på 1,00 L og fylte kolben til merket med destillert vann. Fra målekolben ble det så tatt en prøve på 25,0 ml som ble titrert til ekvivalenspunktet med 0,100 mol/l saltsyre. Forbruket var 11,3 ml. Elev B overførte ved hjelp av en pipette 10,0 ml av ammoniakkløsningen til en erlenmeyerkolbe som inneholdt 100 ml 0,500 mol/l saltsyre. Overskuddet av saltsyre ble så titrert til ekvivalenspunktet med 0,100 mol/l natriumhydroksidløsning. Forbruket var 46,9 ml. a Regn ut konsentrasjonen av ammoniakkløsningen som hver elev fant. b Hva vil ph ved ekvivalenspunktet være i de to titreringene om du regner med et sluttvolum på 40 ml for elev A og 160 ml for elev B? c Foreslå en indikator elev A kan bruke og en indikator elev B kan bruke i titreringen. d Kan metoden til B ha noen fordeler framfor metoden til A? Begrunn svaret Avgjør om ph vil øke, avta eller være uendret i hvert av tilfellene nedenfor: A 1 mol/l KOH fortynnes med vann. B 1 mol/l NH4NO3 fortynnes med vann. C Litt fast KCl settes til 0,1 mol/l Na2SO4 (se bort fra volumendring). D Litt fast CaCl2 settes til 0,1 mol/l (NH4)2CO3 (se bort fra volumendring). E En flaske med 3 mol/l NaOH blir stående uten kork. F 6 mol/l HCl kokes i et begerglass.