Magnus Ehingers undervisning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete med mera.

Videogenomgång (flippat klassrum)

Exempel 1: Ammoniumklorid

pKa för ammoniumjonen är 9,26. Vad blir pH i en 0,100 M lösning av ammoniumklorid, NH4Cl(aq)?

Lösning

Ammmoniumkloriden löses i vatten:

NH4Cl(s) → NH\(_4^+\)(aq) + Cl(aq)

Ammoniumjonen protolyseras:

NH\(_4^+\)(aq) ⇌ NH3(aq) + H+(aq)

 

[NH\(_4^+\)]

[H+]

[NH3]

 

Före protolys \[0,100\] \[0\] \[0\] M
Ändring \[-x\] \[+x\] \[+x\] M
Vid jämvikt \[0,100 - x\] \[x\] \[x\] M

\[10^{-9,26} = \frac {x \cdot x}{0,100 - x} ≈ \frac {x^2}{0,100} \\ 0,100 \cdot 10^{-9,26} = x^2 \\ x = \sqrt{0,100 \cdot 10^{-9,26}} = 7,4131024 \cdot 10^{-6}\]

\(x \ll 0,100\) ⇒ Vi kan försumma \(x\) bredvid \(0,100\).

\[[\mathrm{H^+}] = x\mathrm{M} = 7,4131024 \cdot 10^{-6}\mathrm{M} \\ \mathrm{pH} = -\lg{[\mathrm{H^+}]} = -\lg(7,4131024 \cdot 10^{-6}) ≈ 5,13\]

Svar: I en 0,100 M lösning av ammoniumklorid blir pH = 5,13.

Räkneexempel 2: Natriumacetat

I en 0,0100 M lösning natriumacetat, NaAc(aq), är pH = 8,37 vid 25 °C. Vad är Kb för acetatjonen?

Lösning

Natriumacetaten löses i vatten:

NaAc(s) → Na+(aq) + Ac(aq)

Acetatjonen reagerar med vatten:

Ac(aq) + H2O ⇌ HAc(aq) + H3O+(aq)

Vi börjar med att ställa upp reaktionsformeln:

Ac + H2O ⇌ HAc + OH

Vi tecknar uttrycket för Kb:

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

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

\[\mathrm{pOH} = 14,00 - \mathrm{pH} = 14,00 - 8,37 = 5,63 \\ [\mathrm{OH^-}] = 10^{-\mathrm{pOH}}\mathrm{M} = 10^{-5,63}\mathrm{M} = 2,344229 \cdot 10^{-6}\mathrm{M}\]

 

[Ac]

HAc

[OH]

 
Före protolys: \[0,0100\] \[0\] \[0\] M
Ändring: \[-2,3…\cdot 10^{-6}\] \[+2,3…\cdot 10^{-6}\] \[+2,3…\cdot 10^{-6}\] M
Vid jämvikt: \[≈ 0,0100\] \[2,3…\cdot 10^{-6}\] \[2,3…\cdot 10^{-6}\] M

Och så räknar vi ut \(K_\mathrm{b,Ac^-}\):

\[\begin{aligned} K_\mathrm{b,Ac^-} &= \frac {[\mathrm{HAc}][\mathrm{OH^-}]}{[\mathrm{Ac^-}]} = \\ &= \frac {2,3…\cdot 10^{-6}\mathrm{M} \cdot 2,3…\cdot 10^{-6}\mathrm{M}}{0,0100\mathrm{M}} = 5,495409 \cdot 10^{-10}\mathrm{M} ≈ 5,5 \cdot 10^{-10}\mathrm{M}\end{aligned}\]

Svar: För acetatjonen gäller att \(K_\mathrm{b,Ac^-} = 5,5\mathrm{M}\)