CH3COOH + NaOH ... octan barnatý
Do 1000 ml 0,1M CH3COOH se pridaji 4 ml 50 % (m/m) roztoku NaOH (hustota 1,525 g/ml)...jake je pH roztoku a jak se zmeni, jestlize 50 ml tohoto roztoku zredime vodou na 100 ml?
Vypoctete pH 0,05 M roztoku octanu barnateho (s korekci aktivit i bez nich)
prosim o radu, nemam dopsany sesit a nevim, jak se tyto priklady pocitaji.. dekuji
Vypoctete pH 0,05 M roztoku octanu barnateho (s korekci aktivit i bez nich)
prosim o radu, nemam dopsany sesit a nevim, jak se tyto priklady pocitaji.. dekuji
Odpovědi
Diskuze
1) Reakce:
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O
2) Látkové množství vstupující kyseliny je n = c*V = 0,1M*1dm3 = 0,1 mol CH3COOH
3) Látkové množství vstupujícího hydroxidu
m = m(roztoku)*w
m = V(roztoku)*ró(roztoku)*w
n*M = V(roztoku)*ró(roztoku)*w
n = (V(roztoku)*ró(roztoku)*w)/M
n = (4*1,525*0,5)/40 = 0,07625 mol NaOH
4)Kyselina je v nadbytku 0,1 - 0,07625 = 0,92375 mol CH3COOH nadbytek
5) Reakce je tedy:
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O + CH3COOH nad.
0,1 mol + 0,07625mol = 0,07625mol + 0,07625mol + 0,92375mol
Jedná se tedy o pufr (kyselý pufr je směs slabé kyseliny a její soli (slabé kyseliny) se silnou zásadou...pro alkalický pufr naopak)
6) pH je vzorec:
pH = pKa + log(c-soli/c-kyseliny)
...protože výsledný roztok má stejný objem jak pro sůl i kyselinu, pak výsledný poměr můžeme vztáhnout pro látkové množství (objemy se zkrátí)
pH = pKa + log((ns/V)/(nk/V))
pH = pKa + log(ns/nk) ....je třeba znát disociační konstantu kyseliny octové(viz tabulky) Ka = 1,754*10na(-5)
7) Výpočet pH
pH = -log(1,754*10na(-5)) + log(0,07625/0,92375)
pH = 3,67
pH = 3,67...takže koncentrace vodíkovýh kationtů v roztoku je:
pH = -log(H+)
3,67 = -log(H+) ...změníme znaménko u 3,67, odlogaritmujeme a získáme koncentraci H+
(H+)= 2,138*10na(-4) mol*dm(-3)...to je vlastně koncentrace molů H+ v 1 litru (a ta platí projakýkoliv odebraný objem)
1)Protože roztok ředíme vodou (a ta má koncentraci H+ velmi zanedbatelnou 10na(-7), takže ji při ředění budeme považovat za nulovou...u velmi zředěných roztoků to tak už nemůžeme dělat -okolo koncentrace 10na(-7)) pak platí směšovací rovnice (nebo trojčlenka):
c1*V1 + c2*V2 = c*(V1+V2)
2,138*10na(-4)*0,05 + 0*0,05 = c*(0,1)
Objemy jsou v dm3,proto 50ml=0,05dm3 a 100ml=0,1dm3
c = 1,069*10na(-4) ...už od pohledu se koncentrace H+ zmenšila o polovinu (50ml...100ml)...pak zpátky vypočítáme pH
pH = -log(H+)
pH = -log(1,069*10na(-4))
pH = 3,97 ....logicky tedy po zředění musí být roztok méně kyselejší (pH blíž 7)
při výpočtu pH z pufru je dobré si spíše vypočítat koncentraci H+ ze vzorce:
(H+) = Ka*(ck/cs) ...Ka = disociační konst. kys., ck = koncentrace kys., cs = koncentrace soli ... a až potom logaritmovat koncentraci H+ ...je to na zvážení postupu, hodně záleží jak je zadán příklad, protože záporným logaritmováním matematického vztahu (viz H+ = ..vzoreček) je trochu složitější, ale výsledný vztah je uveden v prvním komentáři.
1)Vzorec: (opět: buď si člověk zapamatuje výsledný vzorec nebo odvození pro H+)
pH = 7 +(1/2)*pKa + (1/2)*log cs
nebo
(H+) = druhá odmocnina výrazu((Kv*Ka)/cs)
Kv....iontový součin vody
Ka....disociační konst. kyseliny (v našem případě octová Ka = 1,754*10na(-5) )
cs....koncentrace soli
pH = 7 + (0,5)*4,756 + (0,5)*(-1,301)
pH = 8,73 ...bez aktivit
a = c pokud se mění termodynamické vlastnosti systému, pak se bude vztah měnit
a = c*(gama)...kde gama je aktivitní koeficient, který je závislý na T,p atd. pro naše výpočty je gama = 1...takže pak by
pH = -log c(H+) byl
paH = -log a(H+) ...ale v tvém příkladě nevím jak bych to měl počítat...takže jen teoreticky
V prvním příspěvku jsi odvodil, že poměr cs/ca je možné nahradit poměrem ns/na. V Henderson-Hasselbalchově rovnici je už jen konstanta pKa. Co se tedy v této rovnici změní, aby došlo ke změně pH? Pufry jsou pufry právě proto, že stabilizují pH. Při běžně používaných změnách koncentrace se pH nezmění vůbec nebo jen málo vlivem změny aktivitních koeficientů.
1. Iontová síla roztoku I = 0,5*∑(ci*zi^2) = 0,5*(0,05*4 + 0,1*1) = 0,15; √I = 0,3873
2. Aktivitní koeficient γ vypočteme ze vztahu
-log(γi) = A*zi^2*√I/(1+√I) = 0,5115*1*0,3873/1,3873 = 0,1428; γ(CH3COO-) = 10^-0,1428 = 0,72
Počítáme aktivitní koeficient jen pro iont CH3COO-, protože iont Ba(2+) nehydrolyzuje a tedy pH bezprostředně neovlivňuje. Vypočtený aktivitní koeficient platí pro všechny jednomocné ionty.
Bez použití aktivit bude vypočtené pH důsledkem toho, že iont CH3COO- je Bronstedtovou bází a jeho pKb = 14 - pKa = 14 - 4,76 = 9,24. Jeho koncentrace je dvojnásobkem koncentrace soli:
pOH = 0,5*(pKb - log(cb)) = 0,5*(9,24 - log(0,1)) = 5,12; pH = 14 - 5,12 = 8,88
S aktivitním koeficientem 0,72 bude ab = cb*γ = 0,1*0,72 = 0,072
pOH = 0,5*(9,24 - log(0,072)) = 5,19 a pH = 14 - 5,19 = 8,81.
OK?
Jedná se o PUFR
1) Reakce:
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O
2) Látkové množství vstupující kyseliny je n = c*V = 0,1M*1dm3 = 0,1 mol CH3COOH
3) Látkové množství vstupujícího hydroxidu
m = m(roztoku)*w
m = V(roztoku)*ró(roztoku)*w
n*M = V(roztoku)*ró(roztoku)*w
n = (V(roztoku)*ró(roztoku)*w)/M
n = (4*1,525*0,5)/40 = 0,07625 mol NaOH
4)Kyselina je v nadbytku 0,1 - 0,07625 = 0,02375 mol CH3COOH nadbytek
5) Reakce je tedy:
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O + CH3COOH nad.
0,1 mol + 0,07625mol = 0,07625mol + 0,07625mol + 0,02375mol
Jedná se tedy o pufr (kyselý pufr je směs slabé kyseliny a její soli (slabé kyseliny) se silnou zásadou...pro alkalický pufr naopak)
6) pH je vzorec:
pH = pKa + log(c-soli/c-kyseliny)
...protože výsledný roztok má stejný objem jak pro sůl i kyselinu, pak výsledný poměr můžeme vztáhnout pro látkové množství (objemy se zkrátí)
pH = pKa + log((ns/V)/(nk/V))
pH = pKa + log(ns/nk) ....je třeba znát disociační konstantu kyseliny octové(viz tabulky) Ka = 1,754*10na(-5)
7) Výpočet pH
pH = -log(1,754*10na(-5)) + log(0,07625/0,02375)
pH = 5,26
pokračování:
pH = 5,26...takže koncentrace vodíkovýh kationtů v roztoku je:
pH = -log(H+)
5,26 = -log(H+) ...změníme znaménko u 5,26, odlogaritmujeme a získáme koncentraci H+
(H+)= 5,495*10na(-6) mol*dm(-3)...to je vlastně koncentrace molů H+ v 1 litru (a ta platí projakýkoliv odebraný objem)
1)Protože roztok ředíme vodou (a ta má koncentraci H+ 10na(-7), ... pak platí směšovací rovnice (nebo trojčlenka):
c1*V1 + c2*V2 = c*(V1+V2)
2,138*10na(-4)*0,05 + 1*10na(-7)*0,05 = c*(0,1)
Objemy jsou v dm3,proto 50ml=0,05dm3 a 100ml=0,1dm3
c = 2,798*10na(-6) ...pak zpátky vypočítáme pH
pH = -log(H+)
pH = -log(2,798*10na(-6))
pH = 5,55 ....logicky tedy po zředění musí být roztok méně kyselejší (pH blíž 7)
...Mezku díky za opravu...je možné, že i teď to nemusí být správně, ale doufám (!) že snad ano...
Ka = c(H+)*c(A-)/c(HA) = c(H+)*[c(A-)/c(HA)]; Jistě uznáš, že poměr c(A-)/c(HA) se ředěním nezmění. Nemůže se tedy změnit ani c(H+), protože hodnota Ka musí zůstat zachovaná. Samozřejmě to platí jen do té doby, dokud doplňování H+ disociací HA je vůči c(HA) velmi malé, takže je možné považovat c(HA) za měněnou jen díky ředění.
Ka = c(H+)*[c(A-)/c(HA)].
Když se nezmění poměr c(A-)/c(HA), nemůže se změnit a ni c(H+), protože pak by nebyla Ka konstantou!!!
Tenhle poměr se ředěním změní jen tehdy, jestliže zvýšení koncentrace c(H+) na původní hodnotu se významně projeví na c(HA). Když pufr naředíš, v první chvíli pH stoupne, protože kleslo cH+. Okamžitě ale začne disociovat další kyselina. Pokud pokles cHA a o stejné množství nárůst cA- nezmění významě poměr cA-/cHA, klesne pH na hodnotu před zředěním.
Uvědom si, že snížení pH z 6 na 4 potřebuješ (10^-4 - 10^-6) = 9,9*10^-5 mol H+
jestliže koncentrace octovky v pufru je po zředění 0,01 a koncentrace octanu také 0,01, bylo původní pH 4,76 a ředěním klesne na 4,7685. Takhle se změní pH pufru, který má výchozí koncentraci cs = ca = 0,1M a zředíš ho 10x.
pH = 5,55 po zředění (ten druhý je podle tebe jinak...jak?)
c(H+) = x; c(CH3COO-) = y; c(CH3COOH) = z
Ka = x*(y+x)/(z-x) => x^2 + xy = Ka*z - Ka*x => x^2 + x*(y+Ka) - Ka*z = 0
Pro Ka = 1,754*10^-5; y = 0,07625; z = 0,02375 dostaneme:
x^2 + x*(0,07625+1,754*10^-5) - 0,02375*1,754*10^-5 = 0; x = 5,46*10^-6; pH = 5,2628
Nyní roztok naředíme na polovinu:
Ka = 1,754*10^-5; y = 0,038125; z = 0,011875
x^2 + x*(0,038125 + 1,754*10^-5) - 0,011875*1,754*10^-5 = 0; x = 5,46*10^-6; pH = 5,2628
Mám pocit, že si neuvědomuješ, že koncentrace H3O+ pochází jen z rovnovážné reakce disociace kyseliny v situaci, kdy z jiného zdroje (= soli) je přítomen její aniont.
Touto reakcí vzniká před zředěním, stejně jako po něm. Proto není třeba brát v úvahu koncentraci H3O+ před ředěním. Po naředění se prostě ustaví nová rovnováha, která posune koncentraci H3O+ tak, aby odpovídala novým koncentracím soli a kyseliny.