Seuraa 
Viestejä1
Liittynyt28.2.2014

Moro,

 

Tuli tässä pääsykokeisiin lukiessa vastaan ongelma, johon en keksi fiksua lähestymistapaa. 

Kysymys kuuluu: Kuinka paljon täytyy lisätä natriumhydroksidia 1,0 litraan etikkahapon 1,0 molaarista vesiliuosta, jotta pH=6,0? Etikkahapon pKa=4,8. Lisäys ei vaikuta tilavuuteen.

 

Jonkunlainen yhtälö tuosta pitäisi varmaan muutostaulukon avulla saada väännettyä, mutta en yhtään tiedä millainen. 

 

Löytyisikö apua :).

Kommentit (6)

PPo
Seuraa 
Viestejä12880
Liittynyt10.12.2008
hassuhessuli

Moro,

 

Tuli tässä pääsykokeisiin lukiessa vastaan ongelma, johon en keksi fiksua lähestymistapaa. 

Kysymys kuuluu: Kuinka paljon täytyy lisätä natriumhydroksidia 1,0 litraan etikkahapon 1,0 molaarista vesiliuosta, jotta pH=6,0? Etikkahapon pKa=4,8. Lisäys ei vaikuta tilavuuteen.

 

Jonkunlainen yhtälö tuosta pitäisi varmaan muutostaulukon avulla saada väännettyä, mutta en yhtään tiedä millainen. 

 

Löytyisikö apua :).

pKa= 4,8⇒Ka=10^(-4,8) mol/l. HAc on etikkahappo

             HAc + H2O→H3O+ +Ac-

alussa    1,0 mol/l       0         0

tasapaino  1,0-x         x         x

x*x/(1,0-x)=10^(-4,8)

Ota kemian kirjasta selvää, mistä yhtälö tulee ja ratkaise yhtälöstä x niin jatketaan.

anama
Seuraa 
Viestejä51
Liittynyt6.2.2011
PPo
hassuhessuli

Moro,

 

Tuli tässä pääsykokeisiin lukiessa vastaan ongelma, johon en keksi fiksua lähestymistapaa. 

Kysymys kuuluu: Kuinka paljon täytyy lisätä natriumhydroksidia 1,0 litraan etikkahapon 1,0 molaarista vesiliuosta, jotta pH=6,0? Etikkahapon pKa=4,8. Lisäys ei vaikuta tilavuuteen.

 

Jonkunlainen yhtälö tuosta pitäisi varmaan muutostaulukon avulla saada väännettyä, mutta en yhtään tiedä millainen. 

 

Löytyisikö apua :).

pKa= 4,8⇒Ka=10^(-4,8) mol/l. HAc on etikkahappo

             HAc + H2O→H3O+ +Ac-

alussa    1,0 mol/l       0         0

tasapaino  1,0-x         x         x

x*x/(1,0-x)=10^(-4,8)

Ota kemian kirjasta selvää, mistä yhtälö tulee ja ratkaise yhtälöstä x niin jatketaan.

 

Jatkan tällä tilillä. 

Niin, sain tuosta x arvoksi 3,99*10^-3. Tämäkö siis on joku etikkahapon konsentraatio tasapainotilassa? Mites se auttaa meitä eteenpäin? Lukion kemiankirjoissa on valitettavan vähän tietoa tällaisista tehtävistä, enkä löydä mistään apua, vaikka olen tuhrannut tähän jo useita tunteja. Tällaisia laskuja ei ilmeisesti ole muualla, kuin farmasiassa. 

Yritin myös jotain Hendersonin-Hasselbachin yhtälöitä, mutta niilläkään en pääsyt mihinkään.

Olisin siis todella kiitollinen, jos joku viitsisi hieman valottaa tuota ideaa tuon tehtävän ratkaisemisen takana.

Kiitos paljon.

PPo
Seuraa 
Viestejä12880
Liittynyt10.12.2008
PPo
hassuhessuli

Moro,

 

Tuli tässä pääsykokeisiin lukiessa vastaan ongelma, johon en keksi fiksua lähestymistapaa. 

Kysymys kuuluu: Kuinka paljon täytyy lisätä natriumhydroksidia 1,0 litraan etikkahapon 1,0 molaarista vesiliuosta, jotta pH=6,0? Etikkahapon pKa=4,8. Lisäys ei vaikuta tilavuuteen.

 

Jonkunlainen yhtälö tuosta pitäisi varmaan muutostaulukon avulla saada väännettyä, mutta en yhtään tiedä millainen. 

 

Löytyisikö apua :).

pKa= 4,8⇒Ka=10^(-4,8) mol/l. HAc on etikkahappo

             HAc + H2O→H3O+ +Ac-

alussa    1,0 mol/l       0         0

tasapaino  1,0-x         x         x

x*x/(1,0-x)=10^(-4,8)

Ota kemian kirjasta selvää, mistä yhtälö tulee ja ratkaise yhtälöstä x niin jatketaan.

Jatko menee seuraavasti. Lisätään n mol NaOH:ta, jolloin tapahtuu neutralointia yhtälön 

OH- +H3O+→ 2H2O mukaan ja päädytään uuteen tasapainotilaan seuraavin konsentraatioin

[H3O+] =10^(-6) mol/l, koska lopullinen pH=6

[Ac-]= (10^(-6)+n) mol/l

[HAc]=(1,0-10^(-6)-n) mol/l.

Saadaan yhtälö 10^(-6)*(10^(-6)+n)/(1,0-10^(-6)-n)=10^(-4,8)

Ratkaistaan n, joka sitten kerrotaan natriumhydroksidin moolimassalla.

hmk
Seuraa 
Viestejä950
Liittynyt31.3.2005

Toinen tapa (AcOH on etikkahappo) :

Etikkahapon kokonaiskonsentraatio = 1 mol/l, joten tasapainossa

[AcOH] + [AcO-] = 1 mol/l

<=> [AcOH] = 1 mol/l - [AcO-]

Lisäksi tasapainossa (tehtävänannosta)

[H3O+] = 10^(-6) mol/l

Nyt reaktiolle AcOH + H2O = AcO(-) + H3O(+) pätee

Ka = [H3O+][AcO-] / (1 - [AcO-])

, josta [AcO-] voidaan ratkaista.

Tarvittava NaOH-konsentraatio (alussa) on sama kuin [Na+]-konsentraatio tasapainon asetuttua. Varausneutraalisuusehto antaa

(+1)*[Na+] + (-1)*[AcO-] + (+1)*[H3O+] = 0

, sillä nämä ovat ainoat varaukselliset lajikkeet liuoksessa, mikäli [OH-] voidaan unohtaa. Ja veden ionitulon lausekkeen nojalla näin voidaan tehdä.

Siispä tästä voidaan ratkaista [Na+] = [NaOH](alussa), josta saadaan edelleen NaOH:n ainemäärä ja massa.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

PPo
Seuraa 
Viestejä12880
Liittynyt10.12.2008
hmk

Toinen tapa (AcOH on etikkahappo) :

Etikkahapon kokonaiskonsentraatio = 1 mol/l, joten tasapainossa

[AcOH] + [AcO-] = 1 mol/l

<=> [AcOH] = 1 mol/l - [AcO-]

Lisäksi tasapainossa (tehtävänannosta)

[H3O+] = 10^(-6) mol/l

 

Nyt reaktiolle AcOH + H2O = AcO(-) + H3O(+) pätee

Ka = [H3O+][AcO-] / (1 - [AcO-])

, josta [AcO-] voidaan ratkaista.

Tarvittava NaOH-konsentraatio (alussa) on sama kuin [Na+]-konsentraatio tasapainon asetuttua. Varausneutraalisuusehto antaa

(+1)*[Na+] + (-1)*[AcO-] + (+1)*[H3O+] = 0

, sillä nämä ovat ainoat varaukselliset lajikkeet liuoksessa, mikäli [OH-] voidaan unohtaa. Ja veden ionitulon lausekkeen nojalla näin voidaan tehdä.

Siispä tästä voidaan ratkaista [Na+] = [NaOH](alussa), josta saadaan edelleen NaOH:n ainemäärä ja massa.

Päädyttäneen samaan tulokseen.

Lepsuilin alussa, koska vaikutti siltä, että kysyjä ei ollut lukenut kemian läksyjään.

hmk
Seuraa 
Viestejä950
Liittynyt31.3.2005
PPo

Päädyttäneen samaan tulokseen.

Lepsuilin alussa, koska vaikutti siltä, että kysyjä ei ollut lukenut kemian läksyjään.

 

Iiik, kirjoitin vastauksen, mutta ilmeisesti se hävisi jonnekin lähetysvaiheessa...

Mutta siis lähestymistapasi oli pedagogisesti aivan oikea, enkä suinkaan kritisoinut sitä vaan esitin vain vaihtoehtoisen tavan :)

Usein noissa puskurilaskuissa (heikon hapon/emäksen osittainen neutralointi vahvalla emäksellä/hapolla) voidaan olettaa [H3O+] ja [OH-] hyvin pieniksi verrattuna muihin konsentraatioihin, jolloin esim. tehtävän tapauksessa [Na+] = [AcO-]. Tämä helpottaa usein laskuja huomattavasti, ja lopputuloksen perusteella voidaan vielä arvioida, pitikö olettamus paikkaansa.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat