Ka vid protolys i två steg
Hej, jag har fått en konstig uppgift som jag inte riktigt förstår hur jag ska lösa. Jag har en lösning med en syra, och jag vet totalkoncentrationen för syran samt lösningens pH. Jag ska med hjälp av denna information räkna ut Ka för syran. Det vore ju en enkel sak, om det inte vore för det faktum att det är en tvåprotonig syra. Eftersom det är två reaktioner det handlar om, så går det väl inte räkna ut Ka med hjälp av informationen man har? (hade det varit en en-protonig syra är det ju bara att räkna ut vätejonkoncentrationen med hjälp av pH, och sedan göra en tabell och räkna ut alla koncentrationerna vid jämvikt, och sedan räkna ut Ka).
Någon som kan hjälpa mig hur jag ska tänka här? Har jag fel i mitt resonemang?
Du har inte fel, utan du måste göra ett antagande om att andra protolyssteget är försumbart för att uppgiften ska gå att lösa på ett rimligt sätt.
Oftast är det ett ganska rimligt antagande eftersom det andra protolyssteget normalt är svagare än det första, och vätejonerna som frigörs från första protolyssteget kommer ytterligare att motverka andra protolyssteget enligt Le Chateliers princip.
Teraeagle skrev:Du har inte fel, utan du måste göra ett antagande om att andra protolyssteget är försumbart för att uppgiften ska gå att lösa på ett rimligt sätt.
Oftast är det ett ganska rimligt antagande eftersom det andra protolyssteget normalt är svagare än det första, och vätejonerna som frigörs från första protolyssteget kommer ytterligare att motverka andra protolyssteget enligt Le Chateliers princip.
Jag har googlat runt en del förstod också att det är så som du skriver! Men det konstiga är att för ena syran (uppgiften gällde två syror), oxalsyra, så mätte jag pH i lösningen till 1,7. Jag räknade sedan med hjälp av det ut Ka för oxalsyra till 5x10-3 M och pKa till 2,3. Och det konstiga är att Ka för oxalsyra enligt tabellen är 6,5x10-2 M, och dess pKa = 1,19. Så det stämmer ju inte alls.
Men väteoxalatjonen har ett Ka = 5,1x10-5 och ett Pka = 4,29.
Så ingen av dessa syror har väl tillräckligt små värden för att försumma helt? (väteoxalatjonens Ka är ju till och med större än ättiksyrans Ka)
Vad var lösningens koncentration?
Teraeagle skrev:Vad var lösningens koncentration?
0,1 M!
Såhär ser det ut om man tar hänsyn till bägge protolysstegen:
a = oxalsyra
b = väteoxalatjoner
c = vätejoner
d = oxalatjoner
Det ger en koncentration av vätejoner runt 0,05436 M. Du ser också att koncentrationen av oxalatjoner vid jämvikt bara blir 5,12*10-5 M så det är ett försumbart bidrag från andra protolyssteget. Ka för det steget är visserligen högre än Ka för ättiksyra, men i det här fallet har du redan många vätejoner i lösningen från start innan andra protolyssteget "börjar", så det går inte riktigt att jämföra med ättiksyra rakt av.
Om man räknar ut ett pH från min lösning så blir det ungefär 1,3 mot ditt uppmätta 1,7. Hade ni kalibrerat pH-elektroden innan mätning? När man mäter pH i såhär sura lösningar är det viktigt att ha en elektrod som nyligen är kalibrerad både vid pH 7,00 och 4,00. Jag tror inte att det är något fel i din beräkning, utan det är nog utrustningen som begränsar hur noggrant svar man kan nå.
Såhär ser fördelningsdiagrammet ut för oxalsyra:
Du ser att i ditt fall med pH<2 finns praktiskt taget inga oxalatjoner i lösningen. Om man skulle titrera oxalsyra med en stark bas börjar oxalatjonerna dyka upp någonstans vid pH 2,5 och över pH 5 dominerar de helt. Ett fördelningsdiagram är ganska bra att använda i dessa fall när man vill veta om ett protolyssteg är försumbart eller inte.
Teraeagle skrev:Såhär ser fördelningsdiagrammet ut för oxalsyra:
Du ser att i ditt fall med pH<2 finns praktiskt taget inga oxalatjoner i lösningen. Om man skulle titrera oxalsyra med en stark bas börjar oxalatjonerna dyka upp någonstans vid pH 2,5 och över pH 5 dominerar de helt. Ett fördelningsdiagram är ganska bra att använda i dessa fall när man vill veta om ett protolyssteg är försumbart eller inte.
Tack för hjälpen!
