Titrerkurvor med precision
Hej Pluggakuten!
Jag har suttit fast med en titreringslaboration och dess beräkningar i ett tag nu och tycks inte komma vidare eller förstå mina resultat. Det finns otroligt många värden från laborationen så jag klistrar in instruktionerna och det jag tror är viktigt för att hänga med.
Första uppgiften verkar alltså gå ut på att beräkna koncentrationen av saltsyra och ättiksyra.
Ekvivalenspunkten var uppnådd vid 19,5 ml NaOH för de båda syrorna.
Saltsyra: Kurvan skjuter uppåt från pH 3,95 (19 ml NaOH) till pH 11,4 (20 ml NaOH), så jag använde mig av 19,5 vid beräkningarna.
Ättiksyra: Kurvan skjuter uppåt från pH 7,01 (19 ml NaOH) till pH 10,67 (20 ml NaOH), så jag använde mig av 19,5 vid beräkningarna.
pH-värdet vid ekvivalenspunkten blir dock felaktigt gällande åtminstone saltsyran då pH-värdet vid 19,5 är 7,675. Men antar jag ska räkna med det värdet jag fått i labben och inte det jag vet (pH 7)?
Med sambandet c = n / V har jag fått koncentrationen 0,0975 mol/dm3 för båda syrorna. Jag sammanfattar de två uträkningarna med:
c(NaOH) = 0,100 mol/dm3
n(NaOH) = 0,100 mol/dm3 · 0,0195 dm3 = 0,00195 mol
V(NaOH) = 19,5 ml = 0,0195 dm3
c(HA) = 0,00195 mol / 0,02 dm3 = 0,0975 mol/dm3
n(HA) = 0,00195 mol (substansmängdsförhållandet 1:1 mellan syran och NaOH)
V(HA) = 20 ml = 0,02 dm3 (20 ml användes av båda HCl (aq) och HAc)
Detta tror jag att jag förstår, så länge svaren är rätt då hehe. Men för att nå högre betyg, vilket dom tipsar om i instruktionerna, antar jag att jag kan räkna ut syrakonstanten för de två syrorna? Det är här jag har tappat bort mig helt (tror jag)... Jag har hittills använt mig av sambandet mellan pH och pKa vid halvtitrerpunkten för att sedan få ut Ka.
Om ekvivalenspunkten krävde 19,5 ml NaOH för båda syrorna, är väl halvtitrerpunkten vid 9,75 ml NaOH för båda syrorna? Mellan 9 ml och 10 ml är pH-värdet för saltsyra 2,63 och 2,66. Då har jag räknat till att pH-värdet är 2,6525 vid halvtitrerpunkten. För ättiksyra har jag pH-värdena 5,61 och 5,65 vid 9 och 10 ml, vilket jag räknat på blir 5,64.
Saltsyra
pH = pKa
2,6525 = pKa
Ka = 10-pKa
Ka = 10-2,6525 = 0,002225871 ≈ 2,23 · 10–3
Ättiksyra
Ka = 10-5,64 =2,290867653 · 10–6 ≈ 2,29 · 10–6
Enligt kursboken ska syrakonstanten för saltsyra vara 1 · 107 och ättiksyra 1,8 · 10-5. Då är jag ju helt ute och cyklar...
Någonstans måste jag väl göra fel men vet inte vart?
Finns det några fler intressanta beräkningar man kan göra baserat på titreringskurvan som kan höja omdömet?
Tack på förhand!
Saltsyra är en stark syra. Vet du vad det innnebär?
Att den är fullständigt protolyserad. Alltså finns det efter protolys inga syramolekyler kvar, alla har portolyserat till H3O+
Betyder det att koncentrationen saltsyra tekniskt sett är 0 mol/dm3 eftersom alla molekyler har protolyserat?
Om ekvivalenspunkten krävde 19,5 ml NaOH för båda syrorna, är väl halvtitrerpunkten vid 9,75 ml NaOH för båda syrorna? Mellan 9 ml och 10 ml är pH-värdet för saltsyra 2,63 och 2,66. Då har jag räknat till att pH-värdet är 2,6525 vid halvtitrerpunkten. För ättiksyra har jag pH-värdena 5,61 och 5,65 vid 9 och 10 ml, vilket jag räknat på blir 5,64.
Vet inte om jag beräknat detta rätt heller... har delat mellanvärdet mellan 9 och 10 ml på 4 och sen gångrat med 3 för att få "0,75" och sen plussat på värdet för 9 ml... känns fel det med om det är en logaritmisk skala...
Halvtitrerpunkten har inte någon intressant betydelse för en stark syra - det finns ju inte oprotolyserade saltsyramolekyler, så det går inte att beräkna ett Ka-värde för saltsyran.
Vet inte om jag beräknat detta rätt heller... har delat mellanvärdet mellan 9 och 10 ml på 4 och sen gångrat med 3 för att få "0,75" och sen plussat på värdet för 9 ml... känns fel det med om det är en logaritmisk skala...
På vilket sätt skiljer sig detta från att beräkna att halvtitrerpunkten är 19,5/2 = 9,75 ml?
Så pKa-värdet gäller alltså endast för svaga syror? Tyckte jag hade läst det men förstod inte riktigt hur det hängde ihop!
På vilket sätt skiljer sig detta från att beräkna att halvtitrerpunkten är 19,5/2 = 9,75 ml?
Baserat på läroboken har jag uppfattat det som att halvtitrerpunkten är då hälften av titratorn har gått åt – då koncentrationen syra och dess korresponderande bas är lika stor. Då har jag uppfattat det som att man bara kan dela den volymen titrator/NaOH som går åt för att uppnå ekvivalenspunkten i två. Men förstår mig inte helt på logaritmiska skalor då jag inte studerat matte på väldigt länge, så har uppfattat det som att pH-skalan är mer komplex än att dela i två hur som helst. Vet inte vad som är rätt och fel?
Volymen är linjär. Det är volymen du delar med 2.
Ja, det har jag gjort! 9,75 ml! Men om jag vill ha pH-värdet vid 9,75 ml, och endast har ett pH-värde vid 9 och 10 ml, hur ska jag göra då?
Har du ritat titrerkurvan?
Läs av pH för 9,75 på HAc-kurvan. Där har du pKa för ättiksyra.
Jag har inget exakt värde för just 9,75. Har bara för 9 och 10 ml (som jag skrev längre upp):
Mellan 9 ml och 10 ml är pH-värdet för saltsyra 2,63 och 2,66. Då har jag räknat till att pH-värdet är 2,6525 vid halvtitrerpunkten. För ättiksyra har jag pH-värdena 5,61 och 5,65 vid 9 och 10 ml, vilket jag räknat på blir 5,64.
Alltså är pH för ättiksyra vid 9 ml NaOH 5,61 och vid 10 ml 5,65. Jag tänkte att 9.75 ml då kan räknas med 5.61 + differensen mellan 5.61 och 5.65 (alltså 0.4) delat på 4 och sen gånger 3, eftersom 0.75 är 3/4. Men då har jag väl inte att det är en logaritmisk skala i åtanke?
Eftersom titrerkurvan är väldigt flack nära pKa spelar ett litet fel vid bestämningen av ekvivalenspunkten inte så stor roll. Men jag har svårt att fatta att man inte drar ner tillsatsen av NaOH till droppvis nära EP om man kallar laborationen "Titrerkurvor med precision".
