Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Joners protolys

Videogenomgång (flippat klassrum)

Plocka fram

  • Natriumvätekarbonat
  • E-kolv, 250 ml
  • vatten
  • BTB

Repetition av joners protolys

En del joner har basisk reaktion

  • Vi har redan tittat på acetatjonen, ju!
  • (Visa detta!)

pH i en lösning med 0,0100 M NaAc är 8,37. Vad är Kb?

Lösning

Vi börjar med att ställa upp reaktionsformeln:

Ac- + H2O ⇌ HAc + OH-

Jämviktsekvationen är också till hjälp:

K_{\text{b}} = \frac {\text{[HAc][OH}^-]}{\text{[Ac}^-]}

Vi kan räkna ut koncentrationen hydroxidjoner, [OH-] med hjälp av pH:

pOH = 14,00 – 8,37 = 5,63 ⇒ [OH-] = 2,3·10-6 M.

Nu tittar vi på de andra jonernas koncentrationer vid jämvikt:

 

[Ac-]

HAc

[OH-]

Före protolys:

0,0100

0

0

Ändring:

-2,3·10-6

+2,3·10-6

+2,3·10-6

Vid jämvikt:

0,0100-2,3·10-6 ≈ 0,0100

2,3·10-6

2,3·10-6

Och så räknar vi ut Kb:

K_{\text{b}} = \frac {\left(2,3 \cdot 10^{-6}\right)^2}{0,0100}\text{M} = 5,3 \cdot 10^{-6}\text{M}

Andra joner med basisk reaktion

 

Annons

 

Karbonatjonen CO32-, fosfatjonen PO43-

  • Detta beror på att den korresponderande syran är svag

Ange den korresponderande syran till baserna ovan!

  • CO32- – HCO3- (vätekarbonatjon)
  • PO43- – HPO42- (vätefosfatjon)

En vattenlösning av ett alkalisalt med av en svag syra har basisk reaktion

  • Exempel: Na2CO3.

En del joner har sur reaktion

Ammoniumjonen, NH4+

  • Visa detta!

Ställ upp reaktionsformel + formel för syrakonstanten

En vattenlösning av ett ammoniumsalt av en stark syra har sur reaktion

  • Exempel: NH4Cl

Exempel

Ammoniumjonen är en svag syra med ett pKa på 9,26. Beräkna pH hos en 0,100 M NH4+-lösning!

Lösning

NH4+ ⇌ NH3 + H+

En liten tabell!

 

[NH4+]

[H+]

[NH3]

Före protolys:

0,100

0

0

Ändring:

-x

+x

+x

vid jämvikt:

0,100-x ≈ 0,100

x

x

K_{\text{a}} = \left(10^{-\text{p}K_{\text{a}}}\right)\text{M} = 10^{-9,26}\text{M}

K_{\text{a}} = \frac {[\text{NH}_3][\text{H}^+]}{[\text{NH}_4^+]}

10^{-9,26}\text{M} = \frac {x^2}{0,100\text{M}}

0,100\text{M} \cdot 10^{-9,26}\text{M} = x^2

x = \sqrt{0,100 \cdot 10^{-9,26}}\text{M} = 7,4 \cdot 10^{-6}\text{M}

Eftersom x << 0,100 går det bra att försumma x bredvid 0,100.

\text{pH} = -\log \left(7,4 \cdot 10^{-6} \right ) = 5,130768280269024 \approx 5,13

Många hydratiserade metalljoner är sura

En hydratiserad aluminiumjon är sur. En hydratiserad aluminiumjon är sur. Vad är en hydratiserad metalljon? Vi tar ett exempel: AlCl3.

När vi löser detta salt i vatten, lösgörs aluminiumjonerna från kloridjonerna.

Istället binder aluminiumjonen 6 st. vattenmolekyler till sig: Al(H2O)63+.

Den hydratiserade aluminiumjonen är en svag syra:

Al(H2O)63+ ⇌ Al(OH)(H2O)52+ + H3O+

Joner kan vara amfolyter, de med!

Vätekarbonatjonen kan protolyseras på två sätt:

  1. HCO3- + H2O ⇌ CO32- + H3O+
  2. HCO3- + H2O ⇌ H2CO3 + OH-

Om jag löser NaHCO3 i vatten, blir lösningen sur, basisk eller neutral då?

  1. För att kunna avgöra detta, måste vi veta Ka och Kb för HCO3-!
    • Ka = 4,7·10-11 M
    • Kb = 2,4·10-8 M
  2. OK, vad säger oss detta?
    • HCO3- är starkare som bas än som syra!

Vi testar om det är sant…

 

   

CodeCogs - An Open Source Scientific LibraryAlla de matematiska formlerna tillhandahålls av CodeCogs.