[evenwichtsreacties] oplosbaarheid

grietje91

hallo, ik weet niet goed of ik de volgende oefening juist heb opgelost en of mijn redenering correct is?

dit is de opgave:

Een waterige oplossing wordt bereid met de volgende initiële hoeveelheden: 0,080M Mg(NO3)2 en 0;075 M NH3

welke neerslag ontstaat? en wat is de pH van de resulterende oplossing?

mijn redenering:

neerslag zal ontstaan met Mg(OH)2, omdat het oplosbaarheidsproduct (dit vind ik in een tabellenboek = 1,8 x 10^-11) kleiner is dan het product van de ionen in de oplossing: (Mg).(OH-)=(0,080/2).(0,00116/2) = 2,32 x 10^-5

het aantal mol OH- heb ik bepaald via de evenwichtsreactie en zijn evenwichtsconstante

om dan de pH te bepalen heb ik het volgende gedaan:

OH- zal dus gaan reageren met Mg weliswaar in de verhouding 2/1. Dus er zal gedurende een tijd OH- aan de evenwichtsreactie onttrokken worden (omdat hij reageert met Mg) en dus zal de evenwichtsreactie gedurende die tijd aflopend zijn. Totdat alle Mg gereageerd heeft met OH- ( want OH- is overmaat aanwezig en Mg bepaalt dus einde van de neerslagvorming).

ik heb dan berekend dat 0,080 mol Mg zal reageren met 0,040 mol OH-, dus dat betekent dan dat tot hier de evenwichtsreactie ook aflopend was, dus dat er 0,035 mol NH3 nog aanwezig is en ook 0,040 mol NH4+ is gevormd.

en dan heb ik dus de pH berekend via de bufferformule, omdat er dus een buffer is gevormd

klopt dit?

Fred F.

Nee.

Je redenering is te simplistisch (en bovendien zit er een fout in: om alle Mg²⁺ neer te slaan is niet 0,04 maar 0,16 mol OH^- nodig want het neerslag is immers Mg(OH)₂ )

Dit moet je algebraïsch oplossen door alle relevante vergelijkingen uit te schrijven en op te lossen voor alle relevante concentraties.

In physics I trust

In die uitgeschreven reactievergelijkingen die overigens niet onafhankelijk zijn, vervang je de onbekende concentraties door x (of y) etc. Je gaat na wat de onderlinge relatie is, en, wat vaak het geval is, of er geen verwaarlozingen kunnen gebeuren die de berekening vereenvoudigen.

grietje91

maar wat klopt er dan niet in mijn redenering? :eusa_whistle:

Fred F.

Niet alle Mg²⁺ slaat neer. Het is immers onmogelijk dat 0,075 M NH₃ basisch genoeg is om 0,16 M OH^- te leveren om alle 0,080 M Mg²⁺ neer te slaan.

Zowiezo moet je oppassen met redenaties als je een absoluut getal moet bepalen (in dit geval de pH).

Dit vraagstuk is niet zo simpel als jij denkt. Dat wordt dus zwoegen: alle vergelijkingen uitschrijven en algebraïsch oplossen.

grietje91

Ja inderdaad, niet alle Mg slaat neer, daar heb ik mijn fout ingezien

maar klopt het dan wel dat ik zeg dat alle OH- die dus reageren met Mg, uiteraard afkomstig van de evenwichtsreactie:

NH3 + H20 => NH4+ + OH-

dat dus alle mogelijk OH- wegreageren met Mg, omdat OH- in mindere mate aanwezig is,

en alle mogelijke OH- is afkomstig van de concentratie aan NH3

maar is het juist als ik dan zeg dat NH3reactie door de continue vorming van de neerslag (OH- wordt dus continu uit de reactie gehaald) aflopend wordt?

en normaal zou die aflopende reactie ophouden als er geen Mg meer was die met OH- kan reageren, maar dat is niet het geval, want er is te weinig OH-. Dus OH- gaat alles geven wat hij heeft, en dat is dus alle mol afkomstig van NH3

Dus dan zou ik denken als alle OH- gereageerd heeft met Mg de situatie er zo uitziet:

* geen NH3 meer

* geen OH- meer

* de neerslag MgOH2 wel aanwezig

* NH4 + is nog aanwezig

dus diegene die aanwezig zijn zorgen voor de resulterende pH waarde

enerzijds NH4+ die nog in evenwicht kan staan met H2O en anderzijds MgOH2 dat nog kan ontbinden doordat er in de oplossing nog Mg aanwezig is

zo dan?

Fred F.

Dus dan zou ik denken als alle OH- gereageerd heeft met Mg de situatie er zo uitziet:

* geen NH3 meer

* geen OH- meer

* de neerslag MgOH2 wel aanwezig

* NH4 + is nog aanwezig

dus diegene die aanwezig zijn zorgen voor de resulterende pH waarde

Dus jij denkt dat (vrijwel) alle NH₃ in NH₄⁺ omgezet wordt (dus [NH₄⁺] = ~ 0,075 M) en er (vrijwel) geen OH^- meer zal zijn?

Dat zou dan betekenen dat de oplossing zuur is (met een pH van ongeveer 5) terwijl er een base op de bodem ligt ? Nee dus.

Ik denk niet dat dit probleem met alleen redeneren op te lossen is; je zult moeten rekenen om het juiste antwoord te vinden.

grietje91

ja, maar ik weet nu echt nietmeer wat ik wel en niet moet doen.

wat met wat reageert pff

maar wat is dan de omzet van NH3?

Fred F.

De omzet van NH₃ is ongeveer de helft, maar dat valt niet te beredeneren, dat moet je berekenen.

ALLE vraagstukken met ionenconcentraties en evenwichten kunnen berekend worden met de volgende methode:

1) schrijf alle brutoconcentratievergelijkingen

2) schrijf de elektroneutraliteitsvergelijking

3) schrijf alle evenwichtsvergelijkingen

Voor dit vraagstuk is dat:

1) alle brutoconcentratievergelijkingen:

[NH₃] + [NH₄⁺] = 0,075 M

[NO₃^-] = 2* 0,080 = 0,160 M

2) de elektroneutraliteitsvergelijking:

som van alle positieve ladingen is gelijk aan som van alle negatieve ladingen:

[H⁺] + [NH₄⁺] + 2 [Mg²⁺] = [OH^-] + [NO₃^-]

3) alle evenwichtsvergelijkingen:

Ksp = [Mg²⁺].[OH^-]²

Kb = [NH₄⁺].[OH^-]/[NH₃]

Kw = [H⁺].[OH^-]

Omdat in dit geval de pH ongeveer 9 zal zijn kun je [H⁺] verwaarlozen in de elektroneutraliteitsvergelijking.

Als je dan bovenstaand stelsel vergelijkingen algebraïsch oplost vindt je:

[NH₃] = 0,0367

[NH₄⁺] = 0,0383

[Mg²⁺] = 0,0608

[OH^-] = 1,72 * 10^-5

[H⁺] = 5,81 * 10^-10

pH = 9,24

(ik heb hierboven [H⁺] gebruikt maar je kunt natuurlijk ook in plaats daarvan [H₃O⁺] schrijven)

grietje91

bedankt voor de uitleg :eusa_whistle:

maar ik denk toch dat ik het ook aan het rechte eind had,

u zei dat niet alle OH- wegreageerd, maar dat is dus wel zo, omdat OH- een neerslag vormt met Mg, en omdat OH- telkens aan de reactie onttrokken wordt, wordt de evenwichtsreactie van NH3 aflopend ](*,)

Fred F.

De evenwichtsreactie van NH₃ is niet aflopend, ongeveer de helft van de NH₃ blijft immers over. Niet alle OH^- is weggereageerd want de pH is 9 en dus nog steeds basisch.

Je denkt misschien dat je oorspronkelijke redenering klopt omdat je door het maken van een grote fout toevallig vond "dat er 0,035 mol NH3 nog aanwezig is en ook 0,040 mol NH4+ is gevormd"

ik heb dan berekend dat 0,080 mol Mg zal reageren met 0,040 mol OH-, dus dat betekent dan dat tot hier de evenwichtsreactie ook aflopend was, dus dat er 0,035 mol NH3 nog aanwezig is en ook 0,040 mol NH4+ is gevormd.

Maar er reageert geen 0,080 mol Mg met 0,040 mol OH^-, je had de factor 2 in de verkeerde richting gebruikt: om 0,080 mol Mg te laten reageren zou er 0,080 * 2 =0,160 (niet 0,080 / 2 = 0,040 ) mol OH^- nodig zijn maar zoveel is er niet.

In werkelijkheid reageert er maar ongeveer 0,02 mol Mg met 0,04 mol OH^-.

Het is onmogelijk om alleen door redeneren te ontdekken dat er 0,02 mol Mg reageert, en dus 0,04 mol OH- verbruikt. Dat kan alleen door te rekenen.

Omdat je door je geblunder vond dat er ongeveer 0,04 mol OH^- reageert (wat toevallig klopt), en er dus ongeveer 0,04 mol NH₄⁺ ontstaat, lijkt het voor jou wellicht dat je gelijk had maar dat is dus niet zo, je had geluk.

Dat je moeite hebt met rekenen blijkt overigens ook uit:

.... het product van de ionen in de oplossing: (Mg).(OH-)=(0,080/2).(0,00116/2) = 2,32 x 10^-5

Dat had moeten zijn: [Mg²⁺].[OH^-]² = 0,080 x 0,00116² = 1,1 x 10^-7

grietje91

Het evenwicht van de oplosbaarheid ligt ver naar Mg(OH)2(vast) wat betekent dat nagenoeg elk

OH- ion afkomstig van de dissociatie van NH3 zal neerslaan onder vorm van Mg(OH)2. We

kunnen dan stellen dat het base evenwicht van NH3 volledig in de richting van NH4+ en OH-

gelegen is.

dit zegt mijn monitor aan de KUL, dus ik weet niet wie het nu aan het rechte eind heeft :eusa_whistle:

NH3 + H2O NH4+ + OH-

Initieel: 0,075M / /

Reactie: -0,075 -x +0,075 +0,075

Finaal: / 0,075M 0,075M

Fred F.

....We kunnen dan stellen dat het base evenwicht van NH3 volledig in de richting van NH4+ en OH-

gelegen is...........

NH3 + H2O NH4+ + OH-

Initieel: 0,075M / /

Reactie: -0,075 -x +0,075 +0,075

Finaal: / 0,075M 0,075M

Onzin.

De NH₃ wordt niet volledig omgezet in NH₄⁺, er ontstaat geen 0,075 M NH₄⁺ maar slechts de helft doordat slechts een kwart van de Mg²⁺ neerslaat als hydroxide.

De gevraagde pH is 9,24

Als jouw monitor van de universiteit mijn berekening niet begrijpt dan is dat héééééél treurig.

Ik hou er nu in ieder geval mee op.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[evenwichtsreacties] oplosbaarheid

[evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid

Re: [evenwichtsreacties] oplosbaarheid