Kb för sulfatjonen

Hej, när man löser saltet K₂SO₄ i vatten, så blir lösningen, enligt facit på en uppgift, "praktiskt taget neutral: SO₄^2--jonen är en mycket svag bas". Tittar man i listan i min formelsamling så står det att sulfatjonens Kb = 1,0*10^-12. Kloridjonen, till exempel, står ju inte ens med i den listan med syra- och baskonstanter. Till min fråga:

Innebär detta alltså att sulfatjonen trots allt är en bas, men mycket mycket svag, och därför kan lösningen betraktas som neutral? Vart drar man isåfall gränsen för när Kb blir så pass litet att man inte ska räkna det som en bas?

Man kan ju räkna på detta själv. Antag att vi har en lösning med 0,1 mol/dm3 sulfatjoner

$S {O_{4}}^{2 -} + H_{2} O ⇌ {HSO}_{4}^{-} + {OH}^{-}$

$K_{b} = \frac{[{HSO}_{4}^{-}] [{OH}^{-}]}{[{SO}_{4}^{2 -}]}$

	SO₄^2-	HSO₄^-	OH^-
Start (mol/dm3)	0,1	0	0
Ändring (mol/dm3)	-x	+x	+x
Jämvikt (mol/dm3)	0,1-x	x	x

$10^{- 12} = \frac{x^{2}}{0, 1 - x}$

Eftersom K_b <<1 kan vi anta att $0,1-x\approx 0,1$ och förenkla jämviktsekvationen till

$10^{- 12} \approx \frac{x^{2}}{0, 1}$

$x \approx \sqrt{10^{- 13}} \approx 3, 16 \cdot 10^{- 7}$

Detta ger att $pOH = - \log (x) \approx 6, 5$ , vilket gör att $pH = 7, 5$ . Så ja, man skulle kunna hävda att sulfatjonen är en väldigt svag bas.

Man kan frestas av att använda en ännu högre koncentration här än 0,1 mol/dm3, t.ex. 1 mol/dm3 och då skulle lösningen framstå som ännu mer basisk. Men det här sättet att räkna ut pH fungerar bara för väldigt utspädda lösningar, så i ett sådant fall måste man använda en annan metod istället för att räkna ut pH som tar hänsyn till aktiviteter.

Teraeagle skrev:
Man kan ju räkna på detta själv. Antag att vi har en lösning med 0,1 mol/dm3 sulfatjoner

$S {O_{4}}^{2 -} + H_{2} O ⇌ {HSO}_{4}^{-} + {OH}^{-}$

$K_{b} = \frac{[{HSO}_{4}^{-}] [{OH}^{-}]}{[{SO}_{4}^{2 -}]}$

SO₄^2- HSO₄^- OH^-

Start (mol/dm3) 0,1 0 0

Ändring (mol/dm3) -x +x +x

Jämvikt (mol/dm3) 0,1-x x x

$10^{- 12} = \frac{x^{2}}{0, 1 - x}$

Eftersom K_b <<1 kan vi anta att $0,1-x\approx 0,1$ och förenkla jämviktsekvationen till

$10^{- 12} \approx \frac{x^{2}}{0, 1}$

$x \approx \sqrt{10^{- 13}} \approx 3, 16 \cdot 10^{- 7}$

Detta ger att $pOH = - \log (x) \approx 6, 5$ , vilket gör att $pH = 7, 5$ . Så ja, man skulle kunna hävda att sulfatjonen är en väldigt svag bas.

Man kan frestas av att använda en ännu högre koncentration här än 0,1 mol/dm3, t.ex. 1 mol/dm3 och då skulle lösningen framstå som ännu mer basisk. Men det här sättet att räkna ut pH fungerar bara för väldigt utspädda lösningar, så i ett sådant fall måste man använda en annan metod istället för att räkna ut pH som tar hänsyn till aktiviteter.

Tack, då är jag med!

Svara