Springen naar inhoud

[chemie] ph van een buffer/ oefening


  • Log in om te kunnen reageren

#1

ceetn

    ceetn


  • >100 berichten
  • 217 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 juni 2009 - 16:14

Hoi,

Ik komt niet tot een oplossing voor de volgende oefening.

Kan iemand me verder helpen aub ?

Men wenst een bufferoplossing te maken met PH = 6,5. Men vertrekt van een zwakzuur H2Z met concentratie 1M, 55ml . Hoeveel NaOH 1M moet je toevoegen? Op het einde wordt de oplossing aangelengd tot 200ml.
( pKz1 = 5,5 , pKz2 = 10,3 )

a) 50 ml
b) 100 ml
c) 5 ml
d) 145 ml



tjah, ik kan wel een aantal zaken afleiden, maar ze combineren lukt me niet echt...

1 )Dit zwak zuur ioniseert in 2 stappen, waarbij enkel de eerste stap een noemenswaardig aantal H+ - ionen levert. Ik zou dus enkel rekening houden met volgende reactie:

H2Z --> H+ + HZ-
met pKz = 5,5

PH van een zwak zuur wordt gegeven door: PH = 1/2 ( Pkz - log Cz )

2) in 55 ml zit 0,055 mol van het zwak zuur

3) NaOH is een sterke base, ioniseert dus volledig
NaOH --> Na+ + OH-

4) PH van een buffer : PH = PKz + log ( Cb/Cz )

hopelijk kan iemand me hier op het goede pad helpen...

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 juni 2009 - 14:08

Laat ik je proberen op weg helpen: In de eindsituatie is er sprake van 200 ml bufferoplossing met een pH van 6,5. Hoeveel H+ is in deze oplossing aanwezig?

Als je deze hoeveelheid kent, kun je dan ook de hoeveelheden van de andere componenten in de oplossing (H2Z, HZ- en Z2-) berekenen?

Wat neem je aan voor de beginsituatie, dus voordat OH- is toegevoegd? Hint: het gaat hier om een zwak zuur.

Kun je nu berekenen welke hoeveelheid OH- je hebt moeten toevoegen om in de eindsituatie terecht te komen?

Met welk volume komt dit overeen?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#3

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 juni 2009 - 14:51

Hoe ik te werk ben gegaan:

200 mL bufferoplossing met pH = 6,5. Daarin is [H3O+] = 10-6,5 M.
Er is 200x10-6,5 = 6,3x10-5 mmol H3O+ aanwezig.

55 mL 1 M H2Z. Formule voor zwak zuur:

LaTeX

Met de pKz kunnen we Kz uitrekenen: pKz = 5.5, dus Kz = 10-5,5 en we hebben [H2Z]0 = 1,0 M.
Invullen, waarbij x = [H3O+]:

LaTeX

Als we deze vergelijking omwerken, krijgen we voor x = [H3O+] = 0,0018 M (zie hier)

Er zal dus 55 mL x 0,0018 mmol / mL = 0,099 mmol (is ongeveer 0,1 mmol) H3O+ aanwezig zijn in de oplossing van het zwakke zuur.

Er moet nu aan aantal H3O+ worden omgezet: 0,099 mmol - 6,3x10-5 mmol = 0,098 mmol H3O+ dat omgezet moet worden. Er is dus ook 0,098 mmol OH- nodig.

Je hebt 1,0 mol / L oplossing NaOH, dat is 1,0 mmol / mL.

0,098 [mmol] / 1,0 [mmol/mL] = 0,098 mL NaOH nodig.

Dit staat niet tussen de mogelijke antwoorden, dus waarschijnlijk heb ik een fout gemaakt.
Wat heb ik fout gedaan?

(Ik gok zelf op die formule voor het zwakke zuur, die mag je welicht alleen toepassen op eenwaardige zwakke zuren?)

Veranderd door JohnB, 27 juni 2009 - 15:03


#4

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 juni 2009 - 15:11

Ik heb net de formule van Ceetn gebruikt:

pH = 1/2 x (pKz - log([H2Z]0))

Hier komt uitgewerkt ook [H3O+] = 0,0018 M uit, dus het zal niet aan de formule van het zwakke zuur liggen. Waar ga ik dan de fout in?

Veranderd door JohnB, 27 juni 2009 - 15:13


#5

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 juni 2009 - 15:38

Waar je de mist in gaat is het punt waar je stelt dat er een aantal mol H+ omgezet moet worden. De optredende reactie is niet (alleen) die tussen H+ en OH-. Wat is de reactie wel? Een hint heb ik eigenlijk al in mijn eerdere antwoord gegeven, door te stellen dat je moet uitrekenen hoeveel H2Z, HZ- en Z2- er aanwezig moeten zijn in de eindsituatie.

De formule die je gebruikt is niet de juiste voor deze situatie; deze formule gebruik je om de pH van een gegeven oplossing van een zwak zuur te berekenen. In die situatie mag je, normaal gesproken, stellen dat [H+] = [Z-], waardoor er [H+]2 in je vergelijking verschijnt. Dat is hier echter niet het geval!

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#6

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 juni 2009 - 16:03

In de eindsituatie is er 6,3x10-5 mmol H3O+ aanwezig.

In de H2Z-oplossing treden de volgende reacties op:
H2Z + H2O LaTeX HZ- + H3O+
HZ- + H2O LaTeX Z- + H3O+

Wanneer er NaOH wordt bijgevoegd zullen deze reacties optreden:
H3O+ + OH- LaTeX 2 H2O
H2Z + 2 OH- LaTeX Z2- + 2 H2O
HZ- + OH- LaTeX Z2- + H2O

Ik weet niet hoe je de hoeveelheden H2Z, HZ- en Z2- kan berekenen...

Veranderd door JohnB, 27 juni 2009 - 16:07


#7

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 28 juni 2009 - 00:24

Wat zijn de evenwichtsvoorwaardes voor eerste 2 reacties die je geeft?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#8

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 28 juni 2009 - 22:08

H2Z + H2O LaTeX HZ- + H3O+

LaTeX

HZ- + H2O LaTeX Z- + H3O+

LaTeX

Veranderd door JohnB, 28 juni 2009 - 22:08


#9

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 28 juni 2009 - 22:11

Goed; de waardes van K ken je, [H2O] laat je weg, en [H+] ken je. Wat blijft er dan over?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#10

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 29 juni 2009 - 00:09

H2Z + H2O LaTeX HZ- + H3O+

LaTeX

Invullen levert:

LaTeX

Uitwerken levert [HZ-] = 10,0 M


HZ- + H2O LaTeX Z- + H3O+

LaTeX

Invullen levert:

LaTeX

Uitwerken levert [Z2-] = 1,58x10-3 M

#11

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 29 juni 2009 - 00:14

LaTeX



Uitwerken levert [HZ-] = 10,0 M


Dat is wel een erg hoge waarde, vind je niet? Het is zelfs hoger dan waar je in eerste instantie mee begonnen was! Iets klopt er dus niet, maar wat?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#12

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 29 juni 2009 - 10:44

Ja, ik vond het zelf ook al onmogelijk, maar ik zie de fout daar niet. Ik heb de juiste Kz waarde ingevuld (10-5,5) en verder ook de juiste concentratie H3O+ toch?

#13

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 29 juni 2009 - 13:52

Dan moet de fout dus ergens anders zitten. Je zegt zelf al dat het onmogelijk is dat de [HZ-] groter wordt dan de beginconcentratie. Kun je dat ook in de vorm van een vergelijking gieten waar je eventueel iets mee kunt?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#14

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 29 juni 2009 - 15:31

Doel je op onderstaande vergelijking?

[H2Z]0 = [H2Z] + [HZ-] + [Z2-]

Daar staan nog twee onbekenden in, [H2Z] en [HZ-] ...

#15

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 29 juni 2009 - 15:47

Op die vergelijking doel ik inderdaad. Gezien de eerdere evenwichtsvoorwaarde kun je [HZ-] uitdrukken in termen van [H2Z]. Je kunt hetzelfde "trucje" uithalen voor [Z2-] (die kun je uitdrukken in [HZ]-] en dus ook in [H2Z]), maar waarschijnlijk is dat niet eens nodig en kun je [Z2-] verwaarlozen. Uiteindelijk vind je in ieder geval een vergelijking waarin alleen [H2Z] als onbekende staat; die kun je oplossen en zodoende de rest vinden.

De fout die je maakte was dat je [H2Z] gelijkstelde aan 1 mol/l. Dat is alleen het geval wanneer je de dissociatie mag verwaarlozen, bijvoorbeeld voor de situatie dat je een oplossing van het zuur maakt. In zo'n situatie geldt [H2Z] ;) [H2Z]0. Na de reactie met OH-, en die situatie beschrijven we hier, kun je die verwaarlozing niet meer toepassen!

Cetero censeo Senseo non esse bibendum






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures