Magnus Ehingers undervisning

Videogenomgång (flippat klassrum)

Vad händer vid en neutralisation?

Ekvivalenta mängder syra och bas (hydroxid) blandas

• Ett salt + vatten bildas

Exempel: NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Blir lösningen neutral?

• Ofta, men inte alltid!

Exempel

Vi neutraliserar 50,0 ml 0,150 M HAc med 0,250 M NaOH. 

1. Hur stor volym NaOH går åt?
2. Vilken blir \(c_\mathrm{HAc}\) efter neutralisation?
3. Blir den neutraliserade lösningen sur, basisk eller neutral?

Lösning (a)

HAc(aq) + NaOH(aq) → NaAc(aq) + H₂O

\[n_{\text{HAc}} = cV = 0,150\text{mol/dm}^3 \cdot 50,0 \cdot 10^{-3}\text{dm}^3 = 0,0075\text{mol} \hspace{100cm}\]

För att neutralisera ättiksyran måste vi tillsätta samma mängd NaOH:

\[V_{\text{NaOH}} = \frac {n}{c} = \frac {0,0075\text{mol}}{0,250\text{mol/dm}^3} = 30,0\text{ml} \hspace{100cm}\]

Lösning (b)

I reaktionsformeln är \(n_\mathrm{HAc}:n_\mathrm{NaOH}:n_\mathrm{NaAc} = 1:1:1\). Därför är \(n_\mathrm{NaAc} = n_\mathrm{HAc} = n_\mathrm{NaOH} = 0,0075\mathrm{mol}\).

Vi beräknar \(c_\mathrm{HAc}\):

\[\begin{align}c_\mathrm{HAc} &= \frac {n_\mathrm{HAc}}{V_\mathrm{tot}} = \frac {0,0075\mathrm{mol}}{(0,0500 + 0,0300)\mathrm{dm^3}} = \hspace{100cm} \\ &= 0,09375\mathrm{mol/dm^3} \approx 0,0938\mathrm{M} = 93,8\mathrm{mM}\end{align}\]

Lösning (c)

Titrering av ättiksyra med natriumhydroxid

Samma lösningar som i exemplet ovan: 50,0 ml 0,150 M HAc titreras med 0,250 M NaOH.

• Indikator: Fenolftalein (lämpligt omslagsintervall).
• pH mäts kontinuerligt, sätts av i diagram mot volymen tillsatt NaOH-lösning.

Vi får följande diagram:

Först stiger pH ganska långsamt. Men sedan, precis vid 30,0 ml tillsatt NaOH-lösning, stiger kurvan brant.

• Allra brantast = ekvivalent mängd NaOH tillsatt.
• Detta är ekvivalenspunkten!

Ekvivalenspunkten

Vid ekvivalenspunkten har all HAc reagerat med NaOH och bildat NaAc + H₂O. Därför är \(n_\text{NaOH} = n_\text{HAc}\) vid ekvivalenspunkten.

• I det här fallet blir pH = 8,86 i den neutraliserade lösningen.

Fenolftalein skiftar färg från färglöst till rött i intervallet pH ≈ 8…10

Halvtiterpunkten 

Vid halvtiterpunkten har hälften av allt HAc överförts till NaAc, och hälften finns kvar som HAc. Därför är [HAc] = [Ac^–] vid halvtiterpunkten. Syrakonstanten för ättiksyran kan uttryckas såhär:

\[K_{\text{a}} = \frac {[\text{Ac}^-][\text{H}_3\text{O}^+]}{[\text{HAc}]} = \frac {[\text{Ac}^-]}{[\text{HAc}]} \cdot [\text{H}_3\text{O}^+] \hspace{100cm}\]

Men eftersom [HAc] = [Ac^–] blir \(\frac {[\text{Ac}^-]}{[\text{HAc}]} = 1\) och \(K_{\text{a}} = [\text{H}_3\text{O}^+]\) vid halvtiterpunkten. Därför blir också pH = pK_a vid halvtiterpunkten.

I området pK_a ± 1 (där kurvans lutning är som svagast) är lösningen en buffert. Vid pH = pK_a är den buffrande förmågan som allra störst.