Skissera titrerkurvan

"Skissera titrerkurvan för titrering av 25 ml 0,1 M ammoniak med 0,1 M saltsyra."

Start pH får jag lätt ut då pKa(ammonium)=9,25 pKb=14-pKa=14-9,25=4,75. Kb= $10^{- p K b} = 10^{- 4.75} = 1, 78 \cdot 10^{- 5} M$ Reaktionen blir:

$N H_{3} + H_{2} O \leftrightarrow N {H_{4}}^{+} + O H^{-}$ och Kb= $\frac{[N {H_{4}}^{+}] [O H^{-}]}{[N H_{3}]}$ . Koncentrationen ammonium och hydroxidjon är lika, och koncentrationen ammoniak blir (0,1-x), får ekvationen $\frac{x \cdot x}{(0, 1 - x)} = 1, 78 \cdot 10^{- 5}$ som ger $x = 1, 33 \cdot 10^{- 3} M$ . Då blir [OH-]= $1, 33 \cdot 10^{- 3 M}$ och pOH=-lg [OH-]=-lg (1,33*10^-3)=2,88. pH=14-pOH=14*2,88=11,12. Alltså vet vi nu att start pH är vid pH 11,12.

Men här fastnar jag. Hur får jag ut halvtitrerpunkten? Jag vet ju att [NH3]=[NH4+] där. Och hur får jag ekvivalenspunkten?

Vid halvtitrerpunkten är pH lika med pKa för syran, d v s pH = 9,25.

Vid ekvivalenspunkten har du en lösning som är identisk som du hade haft om du hade löst upp ammoniumklorid i vatten. Vilekn koncetnration har denna lösning? Vilket pH har denna lösning?

Förstår inte riktigt varför koncentrationen ammoniumklorid löst i vatten får samma koncentration vid ekvivalenspunkten? Vad har kloriden med denna uppgift att göra?

Vad finns det i tirtrerkolven när du har tillsatt lika många mol saltsyra som det fanns ammoniak från början, d v s vid ekvivalenspunkten?

Det finns den startmängd saltsyra subtraherat med volymen för att titrera ammoniaken i titrerkolven? Eller vad menar du?

Vad finns det i titrerkolven, när du har kommit fram till ekvivalenspunkten?

Tänk dig att all saltsyra reagerar med ammoniaken. Vad innehåller titrerkolven vid ekvivalenspunkten i så fall?

Den innehåller $H C l + N H 4^{+} \to N H 4 C l (s)$ . Blir det att jag ska titta fram ett tabellvärde för löslighetsprodukten för NH4Cl?

Har du tänkt på att den första delen av kurvan egentligen beskrivs av buffertformeln?

Har tyvärr inte lärt mig något om buffertformeln

DenDanne skrev:
Den innehåller $H C l + N H 4^{+} \to N H 4 C l (s)$ . Blir det att jag ska titta fram ett tabellvärde för löslighetsprodukten för NH4Cl?

Nej, salmiak (d v s ammoniumklorid) är lättlösligt. Den färdigtitrerade lösnikngen innehåller alltså precis samma ämnen som om man hade löst upp salmiak i vatten. Hur många mol salmiak är det? Hur stor är lösningens volym? Vilken koncentration har salmiaken? Vilket pH-värde har salmiaklösningen?

Här ser du hur kurvan ser ut skissad i Excel:

Om du inte känner till buffertformeln är den enkel att härleda utifrån ammoniumjonens protolys.

$NH_4^+\Leftrightarrow NH_3+H^+$

$K_a=\frac{[H^+][NH_3]}{[NH_4^+]}$

$\log K_a=\log[H^+]+\log\frac{[NH_3]}{[NH_4^+]}$

$-pK_a=-pH+\log\frac{[NH_3]}{[NH_4^+]}$

$pH=pK_a+\log\frac{[NH_3]}{[NH_4^+]}$

Eftersom vi har samma volym både i täljare och nämnare kan vi skriva om ekvationen med substansmängder istället.

$pH=pK_a+\log\frac{n(NH_3)}{n(NH_4^+)}$

Vi vet att varje mol ammoniak som reagerar bildar en mol ammoniumjoner. Kallar vi volymen som tillsätts för x kan vi skriva om ekvationen så att vi får pH som funktion av hur stor volym syra vi har tillsatt. Detta ger oss kurvans form fram till ekvivalenspunkten, dvs då det finns en jämvikt mellan ammonium och ammoniak.

Efter ekvivalenspunkten handlar det bara om en vanlig spädning där vi har 50 ml lösning och fortsätter att tillsätta syra. Nu kan vi få pH som funktion av tillsatt volym med hjälp av formeln

$pH=-\log[H^+]$

där vi ersätter koncentrationen av vätejoner med ett uttryck som har med hur mycket syra vi har tillsatt.

Det kanske är en onödigt krånglig metod, men det ger en snygg kurva och ganska bra förståelse för vad som händer i olika regioner av den.

Svara

Visa senaste svar