Magnus Ehingers undervisning

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

Kemi 2

Administration

Prov 2014-11-13 i Syror och baser - Facit

Artikelindex

Facit

Betygsgränser

Max: 18,0 (9/6/3)
Medel:    
E: 5,0    
D:  10,0 varav 3,0 A- eller C-poäng
C:  12,5 varav 4,0 A- eller C-poäng
B:  14,0 varav 1,5 A-poäng
A:  16,0 varav 2,5 A-poäng

Del I. Endast ett kort svar (ett ord eller 1-2 meningar) behövs

    1. \({\sf \text{NH}_4^+}\) + H2O ⇌ NH3 + H3O+
    2. Sur

Del II. Ringa in de rätta alternativen!

  1. b, e

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

  1. \([\text{OH}^-] = \frac {n}{V} = \frac {\frac {m}{M}}{V} = \frac {\frac {2,00\text{g}}{40,08\text{g/mol)}}}{0,250\text{dm}^3} = 0,1996008\text{M}\)
    \(p\text{OH} = -\log[\text{OH}^-] = -\log 0,1996008\text{M} = 0,69983773\)
    \(p\text{H} = pK_{\text{w}} - p\text{OH} = 14,00 - 0,69983773 = 13,0960422915 \approx 13,30\)
  2. Vi kan använda oss av buffertformeln:
    \([\text{H}^+] = K_{\text{a}} \cdot \frac {c_{\text{syra}}}{c_{\text{bas}}}\)

    \(c_{\text{syra}} = \frac {0,10\text{M} \cdot 50\text{ml}}{150\text{ml}} = 0,0333333\text{M}\)
    \(c_{\text{bas}} = \frac {0,10\text{M} \cdot 100\text{ml}}{150\text{ml}} = 0,0666667\text{M}\)

    \([\text{H}^+] = 8,4\cdot 10^{-4}\text{M} \cdot \frac {0,0333333\text{M}}{0,0666667\text{M}} = 4,2 \cdot 10^{-4}\text{M}\)
    \(\text{pH} = -\log[\text{H}^+] = -\log(4,2 \cdot 10^{-4}) = 3,3767507 \approx 3,38\)
  3. Myrsyran reagerar med natriumhydroxiden enligt följande formel:
    HCOOH + NaOH → HCOO- + Na+ + H2O

    Vi får molförhållandet \(n_\text{NaOH} = n_\text{HCOOH}\).

    Vid ekvivalenspunkten hade tillsatts 25,0 ml NaOH.
    \(n_{\text{NaOH}} = c_{\text{NaOH}} \cdot V_{\text{NaOH}} = 0,100\frac {\text{mol}}{\text{dm}^3} \cdot 0,025\text{dm}^3 = 0,0025\text{mol} = n_{\text{HCOOH}}\)
    \(c_{\text{HCOOH}} = \frac {n_{\text{HCOOH}}}{V_{\text{HCOOH}}} = \frac {0,0025\text{mol}}{0,0100\text{dm}^3} = 0,25\text{mol/dm}^3\)
    1. En 6%-ig vinäger betyder att i 100 ml vinäger finns det 6 ml ren ättiksyra. Detta motsvarar 6 g/100 ml vinäger.
      \(n_{\text{HAc}} = \frac {m_{\text{HAc}}}{M_{\text{HAc}}} = \frac {6\text{g}}{(12,0+1,01\cdot 3+12,0+16,0\cdot 2+1,01)\text{g/mol}} =\)
      \(= 0,09993337775\text{mol}\)

      \(c_{\text{Hac}} = \frac {6\text{g}}{0,100\text{dm}^3} \Leftrightarrow \frac {0,09993337775\text{mol}}{0,100\text{dm}^3} = 0,9993337775\text{mol/dm}^3 \approx 1,0\text{M}\)
      \(= 0,9993337775\text{mol/dm}^3 \approx 1,0\text{M}\)
    2. HAc ⇌ H+ + Ac
        HAc H+ Ac
      f. r. \(0,99\text{…M}\) \(0\) \(0\)
      Δ \(–x\) \(+x\) \(+x\)
      v. j. \((0,99 – x)\text{M}\) \(x\text{M}\) \(x\text{M}\)

      \(K_{\text{a}} = \frac {[\text{H}^+][\text{Ac}^-]}{[\text{HAc}]}\)
      \(K_{\text{a}} = 10^{-4,75}\) (ur tabell)

      \(10^{-4,75} = \frac {x^2}{0,9993337775 - x} \approx \frac {x^2}{0,9993337775}\)
      \(10^{-4,75}\cdot 0,9993337775 = x^2\)
      \(x = \sqrt{10^{-4,75}\cdot 0,9993337775} = 0,00421556 = [\text{H}^+]\)

      Eftersom x << 0,99… går det bra att försumma x bredvid 1,50.

      \(\text{pH} = -\log[\text{H}^+] = -\log 0,00421556 = 2,37514472 \approx 2,4\)
  4. Vi vet att svavelsyra, H2SO4, är en stark syra. Därför kan vi dra slutsatsen att reaktionen
    \({\sf \text{HSO}_4^-}\) + H2O ⇌ H2SO4 + OH 
    inte sker, och att lösningen inte blir basisk alls.
    Vi tittar på syrakonstanten för \({\sf \text{HSO}_4^-}\) och ser att \(K_{\text{a, HSO}_4^-} = 1,0\cdot 10^{-2}\text{M}\).

    Vätesulfatjonens protolys är:
    \({\sf \text{HSO}_4^-}\) ⇌ H+ + \({\sf \text{SO}_4^{2-}}\)

    Definitionen på syrakonstanten är \(K_{\text{a, HSO}_4^-} = \frac {[\text{H}^+][\text{SO}_4^{2-}]}{\text{HSO}_4^-}\). Eftersom värdet på \(K_{\text{a, HSO}_4^-}\) är ganska stort, kan vi konstatera att det bildas ganska mycket H+. Vi kan också konstatera att det är mycket större än \(K_{\text{b, SO}_4^{2-}}\), vilket betyder att de allra flesta \({\sf \text{HSO}_4^-}\)-jonerna kommer att vara protolyserade.

    Eftersom \(K_{\text{b, SO}_4^{2-}} = 1,0 \cdot 10^{-12}\text{M}\) är sulfatjonen en mycket svag bas. Det innebär i sin tur att nästan alla vätesulfatjoner är protolyserade, och att lösningen blir starkt sur.
| ▶

 

   

Också intressant: