Beräkna pH i en buffert

Uppgiften jag försöker lösa lyder:

"En syra, HAc, har p𝐾a = 0. Till en lösning med totalvolymen 0,50 dm3 som innehåller 0,500 mol av syran sätts 0,500 mol av syrans natriumsalt som
är mycket lättlösligt. Vad får lösningen för pH?"

Jag tänker mig att man ska använda Henderson-Hasselbalch-ekvationen, som ger att

$p H = \log (\frac{[A c^{-}]}{[H A c]})$

HAc borde bli fullständigt protolyserad, dvs alla dessa molekyler avger vätejoner och vätejonkoncentrationen blir då lika med [HAc]. Samtidigt löses alla molekyler av NaAc, så att [Ac^-] = c(NaAc). Eftersom det handlar om en ekvivalenspunkt där substansmängden av HAc som tillsätts är samma som substansmängden av Ac^- som tillsätts räknar jag på samma sätt som man gör när man beräknar pH för ekvivalenspunkten vid en titrering:

$K_{a} = 1 = \frac{{[A c^{-}]}^{2}}{[H A c]}$

där

[HAc] = x

och

[Ac^-] = 1-x

Svaret när jag beräknar detta blir dock fel. Enligt facit ska pH vara 0,38. Var gör jag för fel? Tacksam för svar!

Om man har en svag syra som t.ex. ättiksyra kan man försumma syrans protolys och anta att substansmängderna av syra- och basform är oförändrade vid jämvikt (i detta fall 0,500 mol). Då blir beräkningen betydligt enklare och blandar man lika mängder syra och dess korresponderande bas blir pH=pKa.

Problemet här är att syran är tämligen stark (pKa=0) även om man inte skulle klassa den som en stark syra likt svavelsyra eller väteklorid. Eftersom det inte är en stark syra kommer protolysen vara ofullständig och det är där ditt antagande brister. För att lösa uppgiften måste man anta att x mol av syran genomgår protolys enligt

HAc <--> Ac- + H+

och ställa upp en jämviktstabell likt

	HAc	Ac-	H+
Start (mol)	0,500	0,500	0
Ändring (mol)	-x	+x	+x
Vid jämvikt (mol)	0,5-x	0,5+x	x

Utifrån detta kan du ställa upp en jämviksekvation för att bestämma x och sedan lösningens pH.

Teraeagle skrev:
Om man har en svag syra som t.ex. ättiksyra kan man försumma syrans protolys och anta att substansmängderna av syra- och basform är oförändrade vid jämvikt (i detta fall 0,500 mol). Då blir beräkningen betydligt enklare och blandar man lika mängder syra och dess korresponderande bas blir pH=pKa.

Problemet här är att syran är tämligen stark (pKa=0) även om man inte skulle klassa den som en stark syra likt svavelsyra eller väteklorid. Eftersom det inte är en stark syra kommer protolysen vara ofullständig och det är där ditt antagande brister. För att lösa uppgiften måste man anta att x mol av syran genomgår protolys enligt

HAc <--> Ac- + H+

och ställa upp en jämviktstabell likt

HAc Ac- H+

Start (mol) 0,500 0,500 0

Ändring (mol) -x +x +x

Vid jämvikt (mol) 0,5-x 0,5+x x

Utifrån detta kan du ställa upp en jämviksekvation för att bestämma x och sedan lösningens pH.

Tack, nu gick det mycket bättre!

Svara