Titrering

[Nibiru]

Det er et par oppgaver her som jeg får ikke til. Setter stor pris hvis noen kan hjelpe.

1) 25,0 mL 0,10 mol/L base titreres med 0,10 mol/L syre. Hvilken syre og base vil ha høyest pH ved ekvivalenspunktet?

A) [tex]NaOH[/tex] og [tex]CH_3COOH[/tex]
B) [tex]NH_3[/tex] og [tex]CH_3COOH[/tex]
C) [tex]NaOH[/tex] og [tex]HCl[/tex]
D) [tex]NH_3[/tex] og [tex]HCl[/tex]

Jeg tror at dette er stoffet som jeg skulle kunne fra før, men det jeg gjør jeg ikke. Kan noen vise meg hvordan skal jeg gå fram for å regne ut pH ved ekvivalenspunktet?

2) En undersøkelse av husholdningseddik ble utført slik: 50,0 mL husholdningseddik ble fortynnet med destillert vann til 1,00 L i en målekolbe. 25,0 mL av den fortynnende løsningen ble tatt ut med pipette og overført til en erlenmeyerkolbe, tilsatt indikator og titrert med 0,0559 mol/L NaOH. Forbruket var 26,8 mL NaOH.

a) Regn ut konsentrasjonen av eddiksyre i husholdningseddiken.
Her fant jeg ut at stoffmengde av NaOH tilsatt er: [tex]0,001498mol[/tex]. Da blir konsentrasjonen av eddik i dem 25 mL som ble tatt ut: [tex]c=\frac{0,001498mol}{25mL}=0,0599 mol/L[/tex]

Videre tenkt jeg slik:

25mL - 0,0599 mol/L
1000mL - x mol/L
Da får jeg at x=2,4 mol/L

Mens fasiten sier 1,2 mol/L. Hva gjør jeg feil?

b) Regn ut pH i den eddiksyreløsningen som var i erlenmeyerkolben før titreringen startet. Regn også ut pH ved ekvivalenspunktet når du går ut fra at sluttvolumet i erlenmeyerkolben var 51,8 mL. Bruk det du vet om titrerkurver, og disse svarene, til å lage en enkel skisse av titrerkurven.

Hvis jeg bruker den fasitkonsentrasjonen fra a), altså 1,2 mol/L så får jeg det:

[tex]\frac{x^2}{1,2-x}=K_a=1,8*10^{-5}[/tex]

Da blir [tex]x=0,00423[/tex] som gir [tex][H_3O^+]=0,00423[/tex]

Da er [tex]pH=-log(x)=2,37[/tex] mens fasiten sier 3,0...

Som jeg har nevnt i oppgave 1 så vet jeg ikke hvordan skal jeg gå fram for å bestemme pH ved ekvivalenspunktet.

Titrerkurven greier sikkert jeg selv.

PS: Hey, Janhaa

EDIT:

2 b) første delen fikk jeg til nå. Jeg brukte feil konsentrasjon. Skulle vel bruke den konsentrasjonen som var i de 25mL av løsningen, altså [tex]c=0,0599mol/L[/tex]. Da får jeg at pH=3. Men pH ved ekvivalenspunktet står fortsett uklart for meg.

[Aleks855]

PS: Hey, Janhaa

*nikker og smiler*

[MrHomme]

Er nok en Janhaa oppgave dette her ja

[Janhaa]

så den først nå, på 1) hva er Volum(HA) ?
greia her er at det ved ek. pkt dannes svak base A^-
Kanskje du kan prøve sjøl. Da finner du n(HA) = n(A^-) ved ek. pkt.
og etterpå [A^-] = n / V(tot)
der
V(tot) = V(HA) + V(NaOH)
====
A) har høyest pH, pga sterk base og svak syre.

[2357]

1)
En svak syre titrert mot en sterk base vil ha pH høyere enn 7.

[tex]NH_3[/tex] er jo relativt mye sterkere enn [tex]CH_3COOH[/tex], så det er mulig du kan behandle dette som et tilfelle av sterk base mot svak syre, men siden dette er en svak base med en ikke-korresponderende svak syre, lar jeg Janhaa si sitt.

På A) kan du tenke at ved ekvivalenspunktet foreligger all eddiksyren på formen acetat, og at alt pH-bidrag kommer fra den. Du regner altså pH på samme måte som du ville gjort for en svak base i rent vann, men ta høyde for volumendringen. Gjør tilsvarende på D), bare motsatt.

C) har opplagt pH = 7.

2a)
Det er riktig at konsentrasjonen i den fortynnede løsningen er omtrent 0.06M. Denne ble fortynnet med en faktor på 20, så den opprinnelige løsningen hadde konsentrasjon på 20*0.06 = 1.2M

b)
I Erlenmeyerkolben har du fortynnet løsning. Bruk c = 0.06.
EDIT: Dette hadde du visst fått til. Gjør som i 1A) på den andre delen.

[Janhaa]

2)
[tex] \text x=2,4 mol/L *(25/50)=1,2\,M[/tex]

[Janhaa]

2b)

[tex]pH=0,5(pK_a-\lg(0,06))=0,5*6=3[/tex]
===
ps:
du fikk den til - bra.

[Janhaa]

absolutt riktig som 2357 sier
C) har opplagt pH = 7.

videre på oppgave 1 B) er faktisk pH = 7, pga
[tex]K_b(NH_3)=1,8*10^{-5}=K_a(CH_3COOH)[/tex]
litt artig
=====
på 1 D) dannes ei svak syre
[tex]NH_4^+[/tex]
ved ek. pkt. med 5 < pH(ek.pkt) < 6

[2357]

Jeg kom på at jeg egentlig kan regne slike oppgaver som 1B). Nå vil svaret være enkelt på grunn av det Janhaa nevnte, men metoden kan brukes mer generelt.

Betrakt likevekten

[tex]CH_3COOH + NH_3 \rightleftharpoons CH_3COO^- + NH_4^+[/tex]

Sett opp molbalansen

[tex]\begin{tabular}{| c | c | c | c | c |} \hline & CH_3COOH & NH_3 & CH_3COO^- & NH_4^+ \\ \hline Start & a & a & 0 & 0 \\ \hline Endring & -x & -x & x & x\\ \hline Likevekt & a - x & a-x & x & x \\ \hline \end{tabular}[/tex]

Videre har vi uttrykkene for syrekonstantene

[tex]K_a \left( CH_3COOH \right) = \frac{[H^+][CH_3COO^-]}{[CH_3COOH]} = \frac{x[H^+]}{a - x}[/tex]

[tex]K_a \left( NH_4^+ \right) = \frac{[H^+][NH_3]}{[NH_4^+]} = \frac{(a - x)[H^+]}{x}[/tex]

Multipliser disse sammen

[tex]K_a \left( CH_3COOH \right)K_a \left( NH_4^+ \right) = \frac{\cancel{x}[H^+]}{\cancel{a - x}} \cdot \frac{\cancel{(a - x)}[H^+]}{\cancel{x}} = [H^+]^2[/tex]

Da er

[tex][H^+] = \sqrt{K_a \left( CH_3COOH \right)K_a \left( NH_4^+ \right)}[/tex]

og

[tex]pH = \frac{1}{2} \left(pK_a\left( CH_3COOH \right) + pK_a \left( NH_4^+ \right) \right)[/tex]

[Nibiru]

Tusen takk til begge dere to! Nå begynner jeg å få litt mer forståelse. Jeg har skjønt den første oppgaven. I oppgaveteksten er volumet til HA ikke oppgitt. Da tenker jeg, hva var egentlig hensikten med å oppgi de tallene der?

Det er fremdeles oppgave 2b) som er litt uklart for meg. Jeg skjønner vel at vi får følgende likevekten under titreringen:

[tex]CH_3COOH + OH^- --> CH_3COO^- + H_2O[/tex]

Og ved ekvilanespunktet er det ingen edikk igjen, og alt er gått over til acetat. Men videre så sitter jeg fast. Skal tenke litt mer nå da.

EDIT:
Jeg har postet før jeg så innlegget ditt, 2357. Skal prøve å forstå det nå.

[2357]

Legg merke til at du bare jobber med énprotiske syrer og baser i oppgave 1. Siden de har lik konsentrasjon, er volumet til HA entydig gitt ved volumet til basen.

Etter titreringen har du likevekten

[tex]CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-[/tex]

som du kan tenke foregår i rent vann. Kan du finne pH for denne?

EDIT: Rettet skrivefeil.

[Nibiru]

Hva er egentlig forskjellen mellom likevekten min og din? (Jeg regner med at du ment å skrive OH på høyere siden). Og hva mener du etter titreringen? Etter ekvivalenspunktet er nådd?

[2357]

Jeg mente etter ekvivalenspunktet. I mitt hode stoppet titreringen der.

Ved ekvivalenspunktet antar vi at all [tex]OH^-[/tex] er forbrukt på å nøytralisere syren, så vi trenger bare å betrake syrerestens tilbakereaksjon med vann. Så nei, det skal stå slik jeg skrev det.

[Janhaa]

Jeg kom på at jeg egentlig kan regne slike oppgaver som 1B). Nå vil svaret være enkelt på grunn av det Janhaa nevnte, men metoden kan brukes mer generelt.
Betrakt likevekten
[tex]CH_3COOH + NH_3 \rightleftharpoons CH_3COO^- + NH_4^+[/tex]
...
Videre har vi uttrykkene for syrekonstantene
[tex]K_a \left( CH_3COOH \right) = \frac{[H^+][CH_3COO^-]}{[CH_3COOH]} = \frac{x[H^+]}{a - x}[/tex]
[tex]K_a \left( NH_4^+ \right) = \frac{[H^+][NH_3]}{[NH_4^+]} = \frac{(a - x)[H^+]}{x}[/tex]
Multipliser disse sammen
[tex]K_a \left( CH_3COOH \right)K_a \left( NH_4^+ \right) = \frac{\cancel{x}[H^+]}{\cancel{a - x}} \cdot \frac{\cancel{(a - x)}[H^+]}{\cancel{x}} = [H^+]^2[/tex]Da er
[tex][H^+] = \sqrt{K_a \left( CH_3COOH \right)K_a \left( NH_4^+ \right)}[/tex] og [tex]pH = \frac{1}{2} \left(pK_a\left( CH_3COOH \right) + pK_a \left( NH_4^+ \right) \right)[/tex]

snasent, nå kan du undervise i kjemi på vgs

[Nibiru]

Nå har jeg endelig fått 2b til. Jeg gjorde det hvertfall slik:

Ved ek.punktet er det basen som dominerer løsningen:
CH3COO^- + H2O --> CH3COOH + OH^-
Vi må derfor finne ut [CH3COO^-] for å kunne regne ut pH i løsningen.
Stoffmengde NaOH = Stoffmengde CH3COOH = Stoffmengde CH3COO^-
[tex]V_{tot}=51,8mL[/tex] gir:

[tex][CH_3COO^-]=\frac{0,001498mol}{51,8mL}=0,02892M[/tex]

[tex]\frac{[OH^-][CH_3COOH]}{[CH_3COO^-]}=K_b[/tex]

[tex]\frac{x^2}{0,029-x}=5,56*10^{-10}[/tex]

[tex]x=0,000004009[/tex]

[tex][OH^-]=-logx=5,4[/tex]

[tex]pH=14-pOH=14-5,4[/tex]

[tex]pH=8,6[/tex]

Takk for all hjelpen!