Magnus Ehingers undervisning

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

Kemi 2

Administration

Prov 2013-10-23 i Kemisk jämvikt och Syror och baser - Facit

Artikelindex

Facit

Betygsgränser

Max: 20 (7/7/6)
Medel:    
E: 5,5     
D: 9,0  varav 3,5 A- eller C-poäng
C: 11,5  varav 5,5 A- eller C-poäng
B: 14,5  varav 3,0 A-poäng
A: 17,0  varav 4,5 A-poäng

Del I. Frågor som kräver ett utredande svar (fullständiga beräkningar krävs)

  1. pH = 7,4 ⇒ [H+] = 10-7,4M = 4·10-8M

    \[K_{\text{w}} = [\text{H}^+][\text{OH}^-] \hspace{100cm}\]

    \[[\text{OH}^-] = \frac {K_{\text{w}}}{[\text{H}^+]} = \frac {2,5 \cdot 10^{-14}\text{M}^2}{10^{-7,4}\text{M}} = 6,27971608 \cdot 10^{-7}\text{M} \approx 6 \cdot 10^{-7}\text{M} \hspace{100cm}\]

  2. \[K = \frac {[\text{SO}_3]^2}{[\text{SO}_2]^2[\text{O}_2]} = \frac {\left(\frac {0,12}{0,40} \right)^2}{\left(\frac {0,040}{0,40} \right)^2 \cdot \frac {0,060}{0,40}}\text{M}^{-1} = 60\text{M}^{-1} \hspace{100cm}\]
  3. Ammoniumjonen protolyseras:

    NH\({\sf _4^+}\)(aq) ⇌ NH3(aq) + H+(aq)

    Vi tecknar syrakonstanten för reaktionen:

    \[K = \frac {[\text{NH}_3][\text{H}^+]}{[\text{NH}_4^+]} \hspace{100cm}\]

    Vi beräknar totalkoncentrationen salmiak, \(c_{\text{NH}_4\text{Cl}}\):

    \[c_{\text{NH}_4\text{Cl}}= \frac {n_{\text{NH}_4\text{Cl}}}{V} = \frac {\frac {m_{\text{NH}_4\text{Cl}}}{M_{\text{NH}_4\text{Cl}}}}{V} = \frac {\frac {1,00\text{g}}{(14,01+1,008 \cdot 4 + 35,5)\text{g/mol}}}{1,00\text{dm}^3} = 0,01867762 \text{mol/dm}^3 \hspace{100cm}\]


      [\({\sf \text{NH}_4^+}\)] [NH3] [H+]  
    F. r. \[0,01867762\] \[0\] \[0\] M
    förändr. \[- x\] \[+ x\] \[+ x\] M
    v. j. \[0,01867762 - x\] \[x\] \[x\] M


    Syrakonstanten \(K_\mathrm{a} = 5,6 \cdot 10^{-10}\mathrm{M}\) (ur tabell). Vi sätter in värdena i uttrycket för syrakonstanten och löser ut \(x\):

    \[5,6 \cdot 10^{-10}= \frac {x \cdot x}{0,01867762 - x} \approx \frac {x^2}{0,01867762} \hspace{100cm}\]

    \[x^2 = 5,6 \cdot 10^{-10} \cdot 0,01867762 = 1,045947 \cdot 10^{-11} \hspace{100cm}\]

    \[x = \underset {(-)}{+} \sqrt{1,045947 \cdot 10^{-11}} = 3,234110319 \cdot 10^{-6} \hspace{100cm}\]

    (Eftersom \(x \ll 0,0186772\) är det OK att göra förenklingen i första steget.)

    \[[\text{H}^+] = x = 3,234110319 \cdot 10^{-6}\text{M} \hspace{100cm}\]

    \[\text{pH} = -\log (3,234110319 \cdot 10^{-6}) = 5,49024517 \approx 5,49 \hspace{100cm}\]

  4. \[Q = \frac {[\text{Br}_2][\text{Cl}_2]}{[\text{BrCl}]^2} =\frac {0,15\text{M} \cdot 0,15\text{M}}{(0,30\text{M})^2} = 0,25 < 0,46 = K \hspace{100cm}\]

    Eftersom \(Q \neq K\) är systemet inte i jämvikt. Eftersom \(Q < K\) går reaktionen åt höger.

      [BrCl] [Br2] [Cl2]  
    F. r. 0,30 0,15 0,15 M
    förändr. – 2x x x M
    v. j. 0,30 – 2x 0,15 + x 0,15 + x M

    \[K = \frac {[\text{Br}_2][\text{Cl}_2]}{[\text{BrCl}]^2} \hspace{100cm}\]

    \[0,46 = \frac {(0,15 + x)(0,15 + x)}{(0,30-2x)^2}= \frac {(0,15 + x)^2}{(0,30-2x)^2} \hspace{100cm}\]

    \[\sqrt{0,46} = \frac {0,15 + x}{0,30-2x} \hspace{100cm}\]

    \[(0,30-2x) \cdot \sqrt{0,46} = 0,15 + x \hspace{100cm}\]

    \[0,30\cdot \sqrt{0,46} - 2x \cdot \sqrt{0,46} = 0,15 + x \hspace{100cm}\]

    \[0,30\cdot \sqrt{0,46} = 0,15 + x + 2x \cdot \sqrt{0,46} \hspace{100cm}\]

    \[0,30\cdot \sqrt{0,46} - 0,15 = x + 2x \cdot \sqrt{0,46} \hspace{100cm}\]

    \[0,30\cdot \sqrt{0,46} - 0,15 = x(1 + 2 \cdot \sqrt{0,46}) \hspace{100cm}\]

    \[x = \frac {0,30\cdot \sqrt{0,46} - 0,15}{1 + 2 \cdot \sqrt{0,46}} = 0,02269072\hspace{100cm}\]

    [BrCl] = (0,30 – 2 · 0,02269072)M = 0,25461857M ≈ 0,25M

  5. Se den här länken.
| ▶

 

   

Också intressant: