bufferkjemi

[stella04]

Kan noen hjelpe meg med denne oppgaven?

Følgende opplysninger om en syre er gitt:
pKa=3,37
Ka=4,27*10^-7
Løselighet i vann: 16 g/100 ml
Mm=152,1 g

a) Hva er pH i løsningen når vi løser 7 g av stoffet i 100 ml vann?
[tex]n(HA)= \frac{7 g}{152,1 g/mol} = 0,046 mol[/tex]
[tex]c= n* V= 4,6*10^4
[tex]pH=-log(c)= 5,3[/tex]

b) Løsningen tilsettes 4 ml 5M NaOH, bestem pH i blandingen

[tex]n(NaOH)=0,004*5= 00,2 mol
[tex]HA + OH --> A- + H2O[/tex]
[tex]F: 0,046 + 0,02.[/tex]. ---> 0
[tex]E: 0,026. + 0. --> 0,02[/tex]

[tex]pH= pKa + log\frac{A-}{HA}[/tex]

[tex]pH= 3,37 + log(\frac{0,02}{0,026}) = 3,26[/tex]


c) Beregn bufferkapasitet i 250,0 ml løsning, der kons av syra er 0,150 mol/L og dens korresponderende base er 0,100 mol/L

[tex]n(HA)=0,150*0,250= 0,0375[/tex]
[tex]n(A-)=0,100*0,250 = 0,025[/tex]
[tex]pH= 3,37+ log(\frac{0,025}{0,0375})[/tex]
[tex]pH=3,19[/tex]

Bufferområde: 2,37 < pH < 4,37

pH < pKa, dermed vil denne bufferen tåle minst syre før den bryter sammen.

I 1 L buffer:

A- + H3O+ --> HA + H2O
F: 0,025-x. + x ---> 0,0375+x
3,19= 3,37 + log({0,0,025-x}/{0,0375+x}

x= 0,00013

Bufferkapasiteten er 0,00013 sterk syre

Er dette riktig måte å løse oppgaven på?[/tex][/tex]

[Mattebruker]

Punkt a:

n( HA ) = 0.046 mol [tex]\Rightarrow[/tex] [ HA ] = [tex]\frac{n}{V}[/tex] = [tex]\frac{0.046}{0.1}[/tex] mol/L = 0.46 mol/L

Denne protolysejamvekta stiller seg inn:

HA [tex]\leftrightarrow[/tex] H[tex]^{+}[/tex] + A[tex]^{-}[/tex]

( * ) K[tex]_{a}[/tex] = [tex]\frac{[H^{+}] [A^{-}]}{[HA]}[/tex]


Rekne ut pH i løysinga.

Sett at x mol/L HA har protolysert ved jamvekt.

Konsentrasjonar ved jamvekt:

[ HA ] = ( 0.46 - x ) mol/L

[ H[tex]^{+}[/tex] ] = [ A[tex]^{-}[/tex] ] = x mol/L

Finne x .

Innsetting i ( * ) gir likninga

4.27[tex]\cdot[/tex] 10[tex]^{-4}[/tex] = [tex]\frac{x\cdot x}{(0.46 -x)}[/tex] [tex]\Rightarrow[/tex] ( løyse likn. i CAS ) x = 0.0138

pH = - log( 0.0138 ) = 1.86 [tex]\approx[/tex] 1.9

Svar: 7 gram HA løyst i 100 mL vatn har ein pH = 1.9

Punkt b:

Før tilsetting NaOH:

n( HA ) = ( 0.046 - 0.0138[tex]\cdot[/tex]0.1) mol [tex]\approx[/tex] 0. 046 mol
n( A[tex]^{-}[/tex] ) = 0.0138[tex]\cdot[/tex]0.1 mol [tex]\approx[/tex] 0 mol

Set til 4 mL 5 M NaOH

Tilsett stoffm. NaOH : n = c [tex]\cdot[/tex] V = 5 mol/L [tex]\cdot[/tex] 4 10[tex]^{-3}[/tex] L = 0.02 mol

Sterk base ( OH[tex]^{-}[/tex] ) overfører svak syre ( HA ) til motsvarande base ( A[tex]^{-}[/tex] ) .
Etter tilsetting NaOH:

n( HA) = (0.046 - 0.02 ) mol = 0.026 mol
n( A[tex]^{-}[/tex] ) = tilsett stoffm. NaOH = 0.02 mol

pH = pK[tex]_{a}[/tex] + log( [tex]\frac{n(A^{-})}{n(HA)}[/tex] ) = 3.37 + log([tex]\frac{0.02}{0.026}[/tex]) = 3.37 + ( - 0.11 ) = 3.26

[stella04]

åja, skjønner.... vurderte å bruke samme metode i a , men takk!!

Sitter også litt fast med oppgave d), lurte på om du kunne hjelpe meg?..

Jeg skal lage en 250 ml bufferløsning med pH=3,6, med STØRSTE mulige bufferkapasitet? Jeg har rådighet til:
- den faste syra
- vann
- 0,5 mol/L NaOH

Hvis jeg antar at volumet av løsningen ikke endres vesentlig ved tilsetting av fast stoff, har du et forslag på fremgangsmåte?

[Mattebruker]

Hallo igjen !

Vedr. punkt d: Problemet du presenterer gir meining gitt at vi brukar syra omtalt i punkt a:

7 g fast syre løyser seg i 100 mL vatn [tex]\Rightarrow[/tex] 250 mL kan løyse maksimalt 2.5 [tex]\cdot[/tex] 7g = 17.5 g syre

Stoffm. HA( s ) : n( HA) = [tex]\frac{17.5}{152.1}[/tex] mol = 0.115 mol

Sterk base ( OH[tex]^{-}[/tex] ) overfører svak syre( HA ) til motsvarande base ( A[tex]^{-}[/tex] )

Finn først kor mange( x ) mol NaOH( aq) vi må tilsetje for å få rett pH-verdi( 3.6 ) på bufferløysinga.

Etter tilsetjing x mol NaOH:

n( HA ) = ( 0.115 - x ) mol

n( A[tex]^{-}[/tex] ) = x mol

Finne x

Bufferlikninga gir

3.6 = 3.37 + log( [tex]\frac{x}{0.115 - x}[/tex] ) [tex]\Rightarrow[/tex] ( løyse likn. i CAS ) x = 0.072

Volum 0.5 mol/L NaOH som går med : V = [tex]\frac{n}{c}[/tex] = [tex]\frac{0.072}{0.5}[/tex] L = 0.144 L = 144 mL

Framgangsmåte for å få 250 mL bufferløysing ( pH = 3.6 ) med størst mogleg bufferkapasitet:

1) Rører ut 17.5 g fast syre i 144 mL 0.5 mol/L NaOH ( brukar 250 mL begerglas )

2) Tømer blandinga over i ein 250 mL målekolbe.

3) Skylje begerglaset med dest. vatn og tømer skyljevatnet over i målekolben.

4) Fyller på med dest. vatn til 250 mL- merket.

5) Ristar blandinga for å få ei homogen bufferløysing.

[stella04]

takk for svar!:)) Skjønte egentlig prinsippet nå.

Jeg vet ikke om du har mye kjennskap ved elektrokjemi, men kunne du ha også hjulpet meg med denne oppgaven? Finner ingen fasit på oppgavene så vet ikke helt hvordan jeg skal komme meg fram.

[stella04]

Hvitt tinn skal lages fra tinn(4) oksid ved reduksjon med karbon:
SnO2(s) + C(s) --> Sn(s) + CO2 (g)

f) Beregn endringen i entalpi og entropi for prosessen når H(SnO2) = -580,7 kj/mol og S(SnO2)=52,3J/(K*mol) ved 25 celsius, og vurder om prossesen er sponatn ved alle temp eller bare ved lave eller høye nok temperaturer


Skjønner ikke helt hvordan jeg kan regne det ut ettersom jeg ikke har noen tall på C og Sn...

g) tinnpest er en prosess der metallisk tinn omdannes til ikke-metallisk grått tinn ved lave temperatuer, fra hvilken temperatur og nedover skjer omdanningen av metallisk tinn til grått tinn spontant?
Må jeg her bruke likningen om gibbs energi, gjøre om på ligningen slik at jeg får et utrykk for T?
G=H-T*S


h) En hermetikkboks laget av stål (jern og karbon) ble belagt med et tynt lag av tinn ved hjelp av elektrolyse. I elektrolysen ble det brukt en tynn stålplate som den ene elektroden, mens den andre elektroden besto av tinn. Elektrodene var plassert i en 1,0 mol/L løsning av tinn.
En tinn(ii)sulfatløsning, SnSO4, elektrolyseres med e strømstyrke på 2 A i 4 timer. Regn ut hvor mange metallisk tinn som maksimalt vil kunne avsettes på stålplaten