Beräkna pH i lösning (Kemi/Kemi 2)

Undrar också över

Beräkna pH i en lösning 0,1M Trinatriumfosfat.

Sker hemskt många reaktioner i en sådan lösning, vet inte hur jag ska göra.

$N a_{3} P O_{4} + H_{2} O \Rightarrow 3 N a^{+} + P {O_{4}}^{3 -} P {O_{4}}^{3 -} + H_{2} O \Leftrightarrow H P {O_{4}}^{3 -} + O H^{-} H P {O_{4}}^{3 -} + H_{2} O \Leftrightarrow P {O_{4}}^{3 -} + H_{3} O^{+} H P {O_{4}}^{3 -} + H_{2} O \Leftrightarrow H_{2} P O_{4} + O H^{-} H_{2} P {O_{4}}^{3 -} + H_{2} O \Leftrightarrow H P {O_{4}}^{3 -} + H_{3} O^{+} H_{2} P O_{4} + H_{2} O \Leftrightarrow H_{3} P O_{4} + O H^{-} H_{3} P O_{4} + H_{2} O \Leftrightarrow H_{2} P O_{4} + H_{3} O^{+}$

Ursula2 skrev :
Beräkna pH i en lösning 0,1M Natriumvätesulfat.

$N a H S O_{4} + H_{2} O \Rightarrow N a^{+} + H S {O_{4}}^{-} H S {O_{4}}^{-} + H_{2} O \Leftrightarrow S {O_{4}}^{2 -} + H_{3} O^{+} H S {O_{4}}^{-} + H_{2} O \Leftrightarrow H_{2} S O_{4} + O H^{-}$

Det bildas 0,1M vätesulfatjoner, men hittar bara ett pka-värde, inget pkb-värde för $H S {O_{4}}^{-}$ .

Det finns ett samband mellan pKa och pKb för ett syra/baspar. Känner du till det? Det kan du använda för att beräkna pKa!

Gör en annan tråd för fosfatfrågan, det blir så rörigt annars.

Svavelsyra är en stark syra i första protolyssteget.så det behöver du inte ta hänsyn till.

Vätesulfatjonen är en svag syra, så det behöver du ta hänsyn till.

Vet du hur pKa för en syra (t ex vätesulfatjon)och pKbför dess korresponderande bas (t ex sulfatjon) hänger ihop?

Nej, det bildas inte 0,1 mol vätesulfatjoner. Det kommmer att finnas kvar en hel del sulfatjoner.

Kommer lösningen att bli sur eller basisk?

Nu postar jag det "fullständiga" sättet som du alltid kan använda dig av för att lösa uppgifter med pH och flerprotoniga syror. Det funkar alltid, men det kan ofta finnas förenklingar som gör uppgiften mer hanterbar. Använder fosfaterna i förklaringen, om du gör en ny tråd för den uppgiften så får du se det här som ett exempel. Om du är bra på matematik kan det här kanske vara mer greppbart. Det kan vara särskilt användbart om man har en vattenlösning av ett salt bildat från både en svag syra och en svag bas.

Om man vill lösa en sån här typ av uppgift fullständigt (och personligen föredrar jag det om jag är osäker på förenklingar) måste man ställa upp ett ekvationssystem, med lika många oberoende ekvationer som man har okända koncentrationer. Vi har vätejoner, hydroxidjoner, fosforsyra (H3A), divätefosfatjoner (H2A-), monovätefosfatjoner (HPA2-) och fosfatjoner (A3-). Totalt sex ämnen. Vi har även två till, natriumjoner och vatten, men de saknar betydelse för beräkningarna. Nu behövs sex oberoende ekvationer. Generellt kan man alltid ställa upp fyra olika typer av relationer mellan ämnena:

Jämviktsvillkor
Haltvillkor
Laddningsvillkor
Protonvillkor

Från den första punkten kan vi direkt skapa tre ekvationer med dina reaktioner samt en till.

$K_1 = \frac {[H^+][H_2A^{-}]}{[H_3A]}$

$K_2 = \frac {[H^+][HA^{2-}]}{[H_2A^-]}$

$K_3 = \frac {[H^+][A^{3-}]}{[HA^{2-}]}$

$K_w = [H^+][OH^-]$

Du kan slå upp värden i din formelsamling för K1, K2 och K3. Du bör känna till att Kw=10^-14.

Femte ekvationen fås genom att konstatera att totalhalten av alla fosfatsorter måste motsvara 0,1 M:

$[H_3A]+[H_2A^-]+[HA^{2-}]+[A^{3-}]=0,1M$

Sjätte ekvationen fås med en laddningsbalans. Vi vet att antalet positiva laddningar måste motsvara alla negativa laddningar.

$[H^+]+0,3M=[H_2A^-]+2[HA^{2-}]+3[A^{3-}]+[OH^-]$

Här förklaras +0,3 M i vänsterledet av att natriumjonerna bidrar med 0,3 M positiva laddningar.

Nu finns det sex ekvationer till sex okända koncentrationer. Det hela går att lösa som ett ekvationssystem för att få en exakt lösning, eller så gör man förenklingar för att underlätta. Divätefosfat är t.ex. en rätt svag bas, så det borde inte finnas så mycket fosforsyra i lösningen. Då kan man prova att sätta H3A=0 och bortse från den första ekvationen jag skrev. När du känner till [H+] kan du beräkna pH.

Edit: Fixade några misstag som jag inte upptäckte förrän det var för sent.

Jag förstår uppgiften nu, det var bara att jag krånglade till det med att tro stegen med svavelsyra skulle stå med.

Nu klurar jag vidare på hur man gör när ännu fler reaktioner sker.

Teraeagle skrev :
Nu postar jag det "fullständiga" sättet som du alltid kan använda dig av för att lösa uppgifter med pH och flerprotoniga syror. Det funkar alltid, men det kan ofta finnas förenklingar som gör uppgiften mer hanterbar. Använder fosfaterna i förklaringen, om du gör en ny tråd för den uppgiften så får du se det här som ett exempel. Om du är bra på matematik kan det här kanske vara mer greppbart. Det kan vara särskilt användbart om man har en vattenlösning av ett salt bildat från både en svag syra och en svag bas.
Om man vill lösa en sån här typ av uppgift fullständigt (och personligen föredrar jag det om jag är osäker på förenklingar) måste man ställa upp ett ekvationssystem, med lika många oberoende ekvationer som man har okända koncentrationer. Vi har vätejoner, hydroxidjoner, fosforsyra (H3A), divätefosfatjoner (H2A-), monovätefosfatjoner (HPA2-) och fosfatjoner (A3-). Totalt sex ämnen. Vi har även två till, natriumjoner och vatten, men de saknar betydelse för beräkningarna. Nu behövs sex oberoende ekvationer. Generellt kan man alltid ställa upp fyra olika typer av relationer mellan ämnena:
Jämviktsvillkor
Haltvillkor
Laddningsvillkor
Protonvillkor
Från den första punkten kan vi direkt skapa tre ekvationer med dina reaktioner samt en till.
$K_1 = \frac {[H^+][H_2A^{-}]}{[H_3A]}$
$K_2 = \frac {[H^+][HA^{2-}]}{[H_2A^-]}$
$K_3 = \frac {[H^+][A^{3-}]}{[HA^{2-}]}$
$K_w = [H^+][OH^-]$
Du kan slå upp värden i din formelsamling för K1, K2 och K3. Du bör känna till att Kw=10^-14.
Femte ekvationen fås genom att konstatera att totalhalten av alla fosfatsorter måste motsvara 0,1 M:
$[H_3A]+[H_2A^-]+[HA^{2-}]+[A^{3-}]=0,1M$
Sjätte ekvationen fås med en laddningsbalans. Vi vet att antalet positiva laddningar måste motsvara alla negativa laddningar.
$[H^+]+0,3M=[H_2A^-]+2[HA^{2-}]+3[A^{3-}]+[OH^-]$
Här förklaras +0,3 M i vänsterledet av att natriumjonerna bidrar med 0,3 M positiva laddningar.
Nu finns det sex ekvationer till sex okända koncentrationer. Det hela går att lösa som ett ekvationssystem för att få en exakt lösning, eller så gör man förenklingar för att underlätta. Divätefosfat är t.ex. en rätt svag bas, så det borde inte finnas så mycket fosforsyra i lösningen. Då kan man prova att sätta H3A=0 och bortse från den första ekvationen jag skrev. När du känner till [H+] kan du beräkna pH.

Edit: Fixade några misstag som jag inte upptäckte förrän det var för sent. Tyvärr har vi ju ännu inte blivit välsignade med möjligheten att förhandsgranska.

Tack, men förstår inte alls. Tror inte det du beskriver ingår i gymnasiekursen. Gjorde ny tråd, måste gå att lösa på annat vis.

Teraeagles förklaring är på högskolenivå.

Ja, om du syftar på den här tråden behöver du inte beräkna pH i fosfatlösningen. Tyckte också att det hade varit en knepig gymnasieuppgift, fast man hade kunnat lösa den med hyfsad precision genom att sätta [H3A]=0 och [H2A-]=0. Sen kan man gissa att [H+]<<[Na+]. Då hade du kunnat förenkla det hela rätt rejält.Men jag håller med, det är överkurs. Även fast man kan lösa uppgiften med förenklingar är det rätt svårt att se vilka förenklingar man kan göra.