Beräkning av pH, svag syra med stark bas resp. svag bas med stark syra
Hej.
Som exempeluppgift har jag följande:
Vad blir pH om du blandar 200,0 ml 0,20 mol/l myrsyra med 400,0 ml 0,10 mol/l kaliumhydroxid?
Jag tänker såhär:
Kaliumhydroxid är en stark bas, dvs i reaktion med vatten så protolyseras all kalium till hydroxidjoner såhär:
KOH + H20 -> K+ + H20 + OH-
dvs n(KOH) = n(OH-)
n(KOH) = c(KOH) * V(KOH) = 0,1 * 0,4 = 0,04 mol
Kan jag betrakta de två blandningarna med syra och bas som två olika bägare som sedan blandas samman? I så fall skulle man kunna säga att det är 0,04 mol lösa hydroxidjoner i ena bägaren?
För den svaga syran måste jag sätta upp en tabell
(n)(mol) HCOOH + H2O -> COOH- + H3O+
före 0,04 - 0 0
ändring -x - +x +x
jämvikt 0,04-x - x x
Detta borde vara substansmängden H3O+
Alla dessa borde tillsammans med hydroxidjoner bilda vatten och så får vi hydroxidjoner över
0,04-0,00259 = 0,03741 mol OH-
c= 0,03741/0,6 = 0,06235
pOH = lg(0,06235) = 1,21
pH = 14-1,21 = 12,79
Detta är fel enligt facit. Facit är pH =8
-
Överallt på nätet och i boken står det om basers och syrors protolys och även om neutralisation. Men neutralisation är väl när substansmängderna är samma?
Helt enkelt är frågan: Vad är fel i min lösning, och hur ska man lösa en sådan uppgift istället?
Tack så jättemycket för hjälpen!
Det finns några missuppfattningar här… Till att börja med så genomgår inte kaliumhydroxid protolys på samma sätt som syror gör, utan det är en jonförening som helt enkelt delas upp i sina joner när det löses i vatten:
KOH(s) —> K+(aq) + OH-(aq)
När man blandar lösningarna kommer hydroxidjonerna att reagera fullständigt med myrsyran tills hydroxidjonerna tar slut. Det sker mycket riktigt en neutralisation, men syran hinner inte neutraliseras helt och hållet eftersom kaliumhydroxiden är tillsatt i underskott.
HCOOH(aq) + OH-(aq) —> H2O(l) + HCOO-(aq)
Efter det så kommer du att ha en lösning som innehåller formiatjoner (HCOO-) och överskottet av myrsyra. Deras koncentrationer kan du sedan använda som startkoncentrationer när du gör jämviktsberäkningen för reaktionen:
HCOOH(aq) + H2O(l) <—> HCOO-(aq) + H3O+(aq)
Tips:
Visa spoiler
Du kan förenkla den sista beräkningen genom att använda buffertformeln direkt. Det du får är ju egentligen en buffert av myrsyra/formiat.
Tillägg: 20 okt 2021 22:18
Ignorera andra halvan av detta svar då jag läste fel i uppgiften, se inläggen nedan.
Hej.
Vad menas med att kaliumhydroxiden är tillsatt i underskott? Kaliumhydroxiden och myrsyran är ju i samma substansmängd.
Vilka koncentrationer använder jag när jag gör jämviktsberäkningen? Ska man säga att HCOO- har koncentration 0 från början, trots att det skapats i "den första reaktionen"?
Ser jämviktsberäkning i så fall ut såhär?:
HCOOH + H2O <-> HCOO- + H3O+
från början 0,04 - 0 0
förändring -x - +x +x
i jämvikt 0,04-x - x x
Ka(HCOOH) = x2/(0,04-x)
Om jag använder buffertformeln på en gång, får jag då:
pH = pKa(HCOOH) + lg(x/(0,04-x))?
Ojdå, du har helt rätt. Det var jag som tyckte att det stod 200 ml när det stod 400 ml av kaliumhydroxidlösningen. I så fall har du lika många mol formiatjoner efter att lösningarna har blandats som du hade myrsyra från början. Det är ”startvärdet” till din tabell medan startkoncentrationen av myrsyra är 0.
Jämvikten är:
HCOO-(aq) + H2O(l) <—> HCOOH(aq) + OH-(aq)
Jämviktskonstanten är Kb-värdet för formiatjonen, det kan du få från en formelsamling.
Tack så mycket! Jag har förstått nu!
