Stackars laxyngel, löslighet

"I en notis i DN den 11 januari 2001 kunde man läsa att extrema halter av giftig aluminium har uppmäts i flera halländska åar. Orsaken tros vara att surt regnvatten löst ut det aluminium som normalt finns kemiskt bundet i marken och där är ofarligt. I artikeln sägs också att enligt norsk expertis kan det räcka med 0,05 mg aluminium per liter vatten för att döda laxyngel. Vid höstens mätningar noterades uppemot 0,46 mg.

Anta nu att allt frigjort aluminium kommer från Al(OH)3, som har gått i lösning när pH sjunker. Beräkna pH-värdena som motsvarar de i notisen angivna aluminiumhalterna. Aluminiumhydroxidens löslighetsprodukt hämtar du ur din tabell- och formelsamling."

Det jag gjort hittills är $K s = A l (O H)_{3} = 3 \cdot 10^{- 34} M^{2} \Rightarrow x \cdot (3 x)^{3} = 3 \cdot 10^{- 34}$ . x= $1, 83 \cdot 10^{- 9} m o l / d m^{3}$ . Alltså kommer 1,83*10^-9 mol aluminium lösa sig i 1 dm3 vatten. Molmassan är 26,98 för aluminium och lösligheten i mg/dm3 blir därför: $\frac{m o l}{d m^{3}} \cdot \frac{g}{m o l} = \frac{g}{d m^{3}} \Rightarrow (1, 83 \cdot 10^{- 9}) \cdot 26, 98 = 4, 94 \cdot 10^{- 8} g / d m^{3} = 4, 94 \cdot 10^{- 5} m g / d m 3$

4,94*10^-5 mg är ju bra mycket mindre än 0,46 mg som var i "höstens mätningar". Det är här jag fastnar, vet inte ens om informationen jag räkna ut är nödvändig för att lösa uppgiften.

Nu räknar du på att lösa upp aluminiumhydroxid i rent vatten, men så var det ju inte - problemet var ju att vattnet var surt.

Som du vet är $K_s=[Al^{3+}][OH^-]^3=3\cdot10^{-34}M^2$ . Du vet att vattnet innehåller 0,46 mg aluminium per liter vatten. Räkna om den halten till $mol/dm^3$ , sätt in värdet i löslighetsprodukten och räkna ut hydroxidjonkoncentrationen. Gör om det till pOH och sedan till pH.

Pluspoäng för din rubrik!

m(Al)=0,46 mg=4,6*10^-4 g. M(Al)=26,98 g/mol. n(Al)=m/M=(4,6*10^-4)/26,98=1,405*10^-5 mol.

V=1 dm3. c=n/v=(1,405*10^-5)/1=1,405*10^-5 mol/dm3.

Ks(Al(OH3))=3*10^-34 ==> $(x + 1, 405 \cdot 10^{- 5}) \cdot (3 x)^{3} = 3 \cdot 10^{- 34} x = 8, 67 \cdot 10^{- 11} m o l / d m 3$ . (Här har jag en snabb fråga; varför ska man ta (3x)^3? Vart kommer 3an före x:et ifrån? Borde det inte bara vara x^3 man tar? Har bara lärt mig att man ska sätta 3x, men inte förstått varför.).

[OH-]=3x= $3 \cdot (8, 67 \cdot 10^{- 11}) = 2, 601 \cdot 10^{- 10} m o l / d m 3$

pOH=-lg [OH-]=-lg (2,601*10^-10)=9,58

pH=14-pOH=14-9,58=4,42 Svar: pH 4,42. Facit säger 4,9. Men det kan väl vara att jag har hittat ett annorlunda värde på Ks gentemot vad boken hade?

Nej, att du har fått ett annorlunda värde beror på att du inte har beräknat rätt sak. Du VET ju vad aluminiumjonkoncentrationen är, så det skall inte vara något $x$ i den termen. Du skall inte ha någon trea i aluminiumjonhalten i det här fallet - den fanns med när man löste upp aluminiumhydroxid i rent vatten, eftersom det tillkommer 3 hydroxidjoner för varje aluminiumjon, så koncentrationen av hydroxidjoner var tre gåner så hög som koncentrationen av aluminiumjoner. Sätt hydroxidjonhalten till x och räkna om.

[Al]*[OH-]^3=3*10^-34 ==> $(1, 705 \cdot 10^{- 5}) \cdot x^{3} = 3 \cdot 10^{- 34} x = 2, 6 \cdot 10^{- 10} M$ pOH=-lg [OH-]=-lg (2,6*10^-10)=9,59. pH=14-pOH=14-9,59=4,41.

Råkade skriva att c var 1,405 istället 1,705, men det påverkar inget. Nu när jag löser denna ekvation får jag 2,6*10^-10 som ger pOH=9,59 och pH 4,41, det blir alltså fortfarande inte rätt.

Jag får samma värde som du får. Kan du råka titta på fel värde i facit? Det är vanligare än man skulle vilja tro.

En annan möjlighet är att facit inte har försummat att aluminiumhydroxid hydrolyseras. I så fall får man instället sätta in att hydroxidjonkoncentrationen x-a om aluminiumjonkoncentrationen är a. Sätt in det och kolla om det värdet blir bättre!

Dubbelkollade facit.

Testade x-a som hydroxidjonkoncentrationen men det stämmer fortfarande inte, det måste nog innebära att det är fel i facit. Har märkt att denna bok har väldigt många facitfel så det är nog här också.

Har du räknat enligt min andra metod?

Ja, jag testade den också. Inte heller den gav rätt svar.

Då är det nog fel i facit.

Svara

Visa senaste svar