Kjemi regning

Her kan du stille spørsmål vedrørende matematikken som anvendes i fysikk, kjemi, økonomi osv. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
Gjest

konsentrasjonen av en svovelsyreløsning ble bestemt ved å titrere 25,00 mL løsning med en løsning av 0,105 mol/L NaOH.
a) Skriv likningen og molforhold.

Jeg tenkte da først H2SO4 + NaOH --> H3O+ + NaSO4
men fasiten sier: H2SO4 + 2NaOH --> 2H2O + Na2SO4
Hvorfor det egentlig?

b) Hva er konsentrasjonen av svovelsyreløsningen? Jeg tenkte slik:
n(NaOH) = c*v = 0,105 mol/L * 0,02152 = 0,0022596 mol
c (H2SO4) = n/v = 0,0022596/(0,02152L+0,025L) = 0,0485 mol/L

MEN fasiten sier at svaret er 0,0452 mol/L

hjlep!!
skf95
Descartes
Descartes
Innlegg: 421
Registrert: 17/12-2010 14:35

Hvis vi begynner med a): I din reaksjonslikning står det, med vanlige ord, at når du blander sterk syre og sterk base blir løsningen sur. Er du enig at dette er litt ulogisk? Base og syre vil jo utlikne hverandre, f.eks. ved å danne vann, slik at det blir tilnærmet nøytralt :)

På b) har du gjort mye riktig, men også en liten feil. Husk at når du først finner antall mol [tex]\mathrm{NaOH}[/tex] forbrukt, så er dette ekvivalent med antall mol [tex]\mathrm{H_2SO_4}[/tex] ved start. Hvilket volum skal du da dele på?
Gjest

på a), er det ikke slik at siden det dannes vann + salt, så må vi se om noen av ionene kan protolysere? Jeg vet at Na ikke vil for den har ingen evne, men hva med SO4^2-? Vil ikke den protolysere videre? eller har den også så svak evne pga. at den har blitt protolysert helt fra H2SO4, og dermed er så svak at den ikke vil protolysere, og dermed vil løsningen der være nøytral?

på b) prøvde jeg nå å dele 0,0022596 mol på 0.02152 L alene, og får ikke fasit svar. Prøvde det samme nå med 0,025 L men får heller ikke svaret. Men jeg ser at det er noe major jeg misser i oppgaven, både i a) og b). Hva kan det være? :D
skf95
Descartes
Descartes
Innlegg: 421
Registrert: 17/12-2010 14:35

Fra Wikipedia om protolyse:
En protolyse er en kjemisk reaksjon der et proton (H+) avgis eller tas opp.
I [tex]\mathrm{Na_2SO_4}[/tex] er det ingen hydrogenatomer, så saltet kan dermed ikke avgi [tex]\mathrm{H^+}[/tex]. En kunne kanskje tenkt seg at et av ionene i saltet kunne ta et proton fra vannet, men dette tror jeg ikke vil skje i praksis.

Fra reaksjonslikningen i oppgave a), ser vi at det går med to mol [tex]\mathrm{NaOH}[/tex] til ett mol [tex]\mathrm{H_2SO_4}[/tex]. Da du fant at stoffmengde [tex]\mathrm{NaOH}[/tex] forbrukt er [tex]n_{NaOH}=CV=0,0022596[/tex] mol, så må du dele på to for å finne ekvivalent stoffmengde [tex]\mathrm{H_2SO_4}[/tex]: [tex]n_{H_2SO_4}= \frac{0,0022596}{2}[/tex] mol [tex]=0,0011298[/tex] mol. Dette er antall mol som var i løsningen ved start. For å finne konsentrasjonen deler vi på volumet ved start, hvilket var 25 mL: [tex]C_{H_2SO_4}= \frac{n}{V} = \frac{0,0011298}{25 \cdot 10^{-3}}[/tex] mol/L [tex]=0,0452[/tex] mol/L.

Ga dette mening for deg? :D
Gjest

Ja jøsses, den forklaringen der hjalp meg faktisk mye, spesielt på a), tenkte faktisk ikke over at Na2SO4 ikke har noen hydrogenatomer.

Men kort oppsummert, da vil tross alt ikke sulfationet protolysere pga. for liten evne, right?

Btw, tusen hjertelig takk for hjelpen!!
Gjest

itillegg må jeg få gjerne avklart en ting:

Når man skal skrive slike nøytraliseringslikninger, de skal da også være balansert?
Altså alltid tenke slik når man skal skrive likningene?
Gjest

Hehe, kom til enda et eksempel.
oppgaven gir meg fire eksempler over syre-basepar, og skal vurdere hvilket par av disse som vil ha størst pH ved ekvivalenspunktet
Og da kommer jeg til dette andre paret

NH3 og CH3COOH

jeg tenker da at disse vil nøytralisere seg seg i følgende rx:

NH3 + CH3COOH --> NH4CH3COO (ammoniumacetat)

Nå ser jeg at jeg da får to stk som kan protolysere, NH4 som er en syre og CH3COO som er en base.
Jeg sjekker Ka til NH4 og Kb til CH3COO- og ser at de er like. Det betyr vel da at pH = 7? altså nøytral?
skf95
Descartes
Descartes
Innlegg: 421
Registrert: 17/12-2010 14:35

[tex]\mathrm{Na_2SO_4}[/tex] vil oppløst i vann foreligge som ioner; [tex]\mathrm{2Na^+}[/tex]+ [tex]\mathrm{SO_4^{2-}}[/tex]. Hvis vi ser på [tex]\mathrm{SO_4^{2-}}[/tex]:
  • Svoveldioksid er en sterk syre, og protolyserer tilnærmet 100 % i vann. Det vil si at alle syremolekylene avgir hydrogenatomer. Dermed kan ikke [tex]\mathrm{SO_4^{2-}}[/tex] ta opp to hydrogenatomer og gjendanne den sterke syren.
  • Men kan sulfationet ta opp ett hydrogenatom fra vann? Da ville vi fått hydrogensulfat, [tex]\mathrm{HSO_4^-}[/tex]. Slår vi opp i en kjemitabell etter [tex]K_a[/tex] for hydrogensulfat, finner vi verdien [tex]K_a=1,0 \cdot 10^{-2}[/tex]. Dette er en forholdsvis stor verdi, og viser at hydrogensulfat i stor grad vil protolysere. Det vil nok dannes en likevekt, så i løsningen kan det forekomme [tex]\mathrm{HSO_4^-}[/tex]-molekyler, men det vil hovedsaklig være vann natriumsulfat i løsningen.
Jeg er ingen ekspert på protolyse, men slik ville jeg tenkt.

Balansering av reaksjonslikninger alltid kjekt å gjøre :D

Når [tex]K_a=K_b[/tex] vil det dannes like mye [tex]\mathrm{H_3O^+}[/tex] som [tex]\mathrm{OH^{-1}}[/tex]. Dette vil nøytralisere hverandre og danne vann, og pH blir som du sier 7.
Svar