Springen naar inhoud

Buffers


  • Log in om te kunnen reageren

#1

bangels

    bangels


  • >25 berichten
  • 98 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 25 januari 2011 - 19:15

hallo,

Kan er iemand mij helpen met volgend vraagstuk?

Bereken de pH van een 0.150M tris oplossing tris (hydroxymethyl amoniomethaan) C4H11NO3. Molmassa: 12.14 g/mol, evenwichtsconstante: Kb= 1.206.10-6M die tevens 0.050M HCl bevat.

Ik denk dat ik dit moet oplossen met de Henderson-Hasselbalch vergelijking ( Kw= 10-14)

Ik heb al een paar dingen geprobeerd maar ik kom nooit tot een realistisch resultaat.


Alvast Bedankt

Veranderd door bangels, 25 januari 2011 - 19:16


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

#2

Kravitz

    Kravitz


  • >1k berichten
  • 4042 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 25 januari 2011 - 19:46

Het is inderdaad via de Henderson-Hasselbalch vergelijking
LaTeX

Hoe bereken je uit de Kb een pka?
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

#3

bangels

    bangels


  • >25 berichten
  • 98 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 25 januari 2011 - 19:50

Ik denk:

Ka= Kw/Kb

en 10-Ka= pKa

#4

Kravitz

    Kravitz


  • >1k berichten
  • 4042 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 25 januari 2011 - 19:58

Ik denk:

Ka= Kw/Kb

Dit is juist!

en 10-Ka= pKa

Dit dan niet meer, ik zet alles even op een rijtje:

Kw = Ka . Kb (waarbij Kw = 10-14)
pkw = pka + pkb (waarbij pkw = 14)

pKa = -log(Ka)
en Ka = 10-pKa

Zo bekom je dus dat pkw = 14 = -log(10-14)

Wat kom je vervolgens uit voor die pka?

Verder moet je in de vergelijking de concentratie van de zure en de basische component substitueren. Weet je ook welke zuur en welke basis is?
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

#5

bangels

    bangels


  • >25 berichten
  • 98 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 25 januari 2011 - 20:15

dus:

ka=Kw/Kb
= 10-14/1.206.10-6
= 8,29.10-9
-log(8,29.10-9)= 8.08 =pKa


HCl ;) H++Cl-

HCl = 0.050-x
H++Cl-= x2

107=x2/0.050-x

x1= -1.107
x2= 0.0499

Het is de tweede x.

is het dan?

pH= 8.08+log(0.0499/0.050)

Dit laatste klopt denk ik niet want je pH zal bijna niets naar dalen?

#6

Kravitz

    Kravitz


  • >1k berichten
  • 4042 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 25 januari 2011 - 20:30

Je zoekt het volgens mij een beetje te ver. De berekening van de pka is correct.
Wat je daarna doet is eigenlijk overbodig. Jij gaat nu de concentratie van H+ gaan berekenen, maar omdat HCl een sterk zuur is zal dit volledig dissociŽren. M.a.w. de concentratie aan H+ zal gelijk zijn aan de beginconcentratie van HCl, dit kom jij bij benadering ook uit.

Je mag dus stellen dat de concentratie van de zure vorm gelijk is aan de concentratie van HCl ofwel in forumule vorm:
[HA] = [HCl] = 0,05 mol/L

Nu moet je nog enkel de concentratie van de basische vorm zien te weten te komen. Deze is echter gegeven, namelijk 1,5 mol/L

Daarna is het gewoon nog een kwestie van correct invullen..
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

#7

bangels

    bangels


  • >25 berichten
  • 98 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 25 januari 2011 - 21:13

Moet je deze methode altijd gebruiken voor buffers?
Of als je een stof hebt die niet helemaal disocieert wat moet je dan doen ? of kan dit niet

#8

Kravitz

    Kravitz


  • >1k berichten
  • 4042 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 25 januari 2011 - 22:05

'Mij' methode is eigenlijk dezelfde als de jouwe, het enige verschil is dat jij de logaritme berekent van de zure vorm op de zure vorm wat natuurlijk niet veel effect heeft ;).
Wat je wel moet weten is dat een sterk zuur altijd volledig zal dissociŽren, dit is niet het geval bij zwakke zuren of basen hier heb je te maken met een evenwicht.

Bij buffers komt het er altijd op aan dat je de concentraties van het zuur en van de base gaat berekenen die aanwezig zijn in de buffer. Hier waren die al gegeven, maar wanneer men bijv. zegt: bereken de pH na samenvoegen van 25ml azijnzuur 0,1M en 15ml natriumhydroxide 0,1M dan mag je niet zomaar die concentraties invullen in bovenstaande forumule. In zo'n geval moet met azijnzuur laten reageren met natriumhydroxide waarbij een buffer zal ontstaan, hiervan bepaal je dan de pH.
In het voorbeeld dat jij gaf zit je immers al in deze laatste stap.
Ik vrees dat het een beetje ingewikkeld lijkt, maar waarschijnlijk komt dit nog aan bod op school.
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

#9

bangels

    bangels


  • >25 berichten
  • 98 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 25 januari 2011 - 22:15

Hetgeen wat jij zegt van bereken de pH na samenvoegen van 25ml azijnzuur 0,1M en 15ml natriumhydroxide 0,1M. Ik denk dat we dit wel gezien hebben, moet je dan eerst je azijnzuur helemaal uitwerken zoals ik had gedaan met HCl en dan met deze gegevens rekening houden voor natriumhydroxide te berekenen? Dan moet je met twee paramters werken x en y ?

ja, ik vraag misschien wel veel, maar het intereseert mij dan ook ;)

Veranderd door bangels, 25 januari 2011 - 22:17


#10

Kravitz

    Kravitz


  • >1k berichten
  • 4042 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 26 januari 2011 - 10:24

ja, ik vraag misschien wel veel, maar het intereseert mij dan ook ;)

Dit toch enkel positief zijn?

Nu we toch bezig zijn werk ik het voorbeeldje even uit.
De 'opgave' was dus 25 ml HOAc 0,1M samenvoegen met 15 ml NaOH 0,1M en van het gevormde buffermengsel moest je de pH te berekenen.

Natriumhydroxide is een sterke base en zal vervolgens volledig dissociŽren in Na+ en OH-. Verder is de reactie van een zwak zuur (HOAc) met een sterke base altijd aflopend, vandaar onderstaande reactie.

HOAc (aq) + OH- (aq) ../mods/chem/rightarrow.gif OAc- (aq) + H2O (vl)


Vervolgens stellen we een simpel tabelletje op waarin we de molhoeveelheden respectievelijk voor, tijdens en na de reactie berekenen.

Merk op dat 2,5 mmol aanwezig is in 25ml HOAc 0,1M

-height: 0px;">
HOAC (aq)+OH- (aq)../mods/chem/rightarrow.gifOAC- (aq)+H2O (vl)
voor reactie:2,5 mmol 1,5 mmol / /
reactie:-1,5 mmol -1,5 mmol + 1,5 mmol + 1,5 mmol
na reactie:1 mmol / 1,5 mmol 1,5 mmol

Na de reactie zien we dat er enkel nog HOAc en OAc- overblijft, we hebben dus te maken met een buffer.
Belangrijk om in te zien is dat 1mmol HOAc aanwezig is op 40ml mengsel (25ml en 15ml samenvoegen). Hiervan kunnen we dus de nieuwe concentratie bepalen.

Dit levert [HOAc] = 0,025M en [OAc-] = 0,0375M

Verder vinden we in tabellen dat de pka van azijnzuur 4,71 bedraagt. Nu we alles weten is het gewoon een kwestie van correct invullen.
LaTeX


Als laatste wil ik het nog even hebben over wat er gebeurt bij toevoegen van 25ml HOAc met 25ml NaOH. Dit gebeurt wel ongeveer zoals jij aangaf.
Via bovenstaand schema kom je tot een concentratie van [OAc-] = 2,5 mmol / 50ml = 0,05 mol/L. Merk ook op dat dit voorlopig de enige aanwezig stof is. Omdat OAc- een zwake base is zal dit reageren met water volgens onderstaande reactie: (let op het evenwicht!)

OAc- (aq) + H2O (vl) ../mods/chem/rightleftharpoons.gif HOAc (aq) + OH- (aq)


LaTeX

Wanneer je vervolgens weer zo'n tabel maakt (ditmaal met concentratie i.p.v. molhoeveelheden) kom je tot het volgende:

LaTeX

Waarbij x = [HOAc] = [OH-]

Eenmaal de concentratie aan OH- gevonden kan je de pOH berekenen en vervolgens de pH.

Voila, dat is alles, wanneer je dit snapt ben je vertrokken volgens mij!
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

#11

bangels

    bangels


  • >25 berichten
  • 98 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 januari 2011 - 16:11

Samen met jouw uitleg en mijn nota's ben ik al heel wat slimmer geworden.
Weet je misschien nog een vraagstuk, ik wil kijken of ik het wel door en door begrijp

Alvast bedankt voor de goede uitleg

#12

Kravitz

    Kravitz


  • >1k berichten
  • 4042 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 26 januari 2011 - 18:59

Weet je misschien nog een vraagstuk, ik wil kijken of ik het wel door en door begrijp

Ik wil je gerust een nieuwe opgave geven, maar daarbij horen nieuwe concentraties en nieuwe reacties. Om wat typwerk te besparen
[snapback]653089' target='_self'>nummer 6 ga ik eigenlijk veel te kort door de bocht. Zoals ik zelf aangaf in mijn vorige post reageert een sterk zuur met een zwakke base volgens een aflopende reactie, indien er een overmaat zwakke base aanwezig is ontstaat een buffer.
Nu is tris een zwakke base en HCl een sterk zuur. Je krijgt dus als volgt een reactie:

C4H11NO3 + HCl ../mods/chem/rightarrow.gif C4H12NO3+ + Cl-


Waarbij na reactie [C4H11NO3] = 0,150M - 0,05M = 0,1M
en [C4H12NO3+] = 0,05M

Wanneer je deze waarden gaat invullen in de bufferformule bekom je het correcte resultaat.

Alvast bedankt voor de goede uitleg

Bij deze graag gedaan.
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

#13

bangels

    bangels


  • >25 berichten
  • 98 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 januari 2011 - 20:13

Kan het dat als je 22ml NaOH gebruikt dat je pH dan 5.575 is ? Het lijkt mij realistisch, maar als je 30ml NaOH gebruikt kom je dan niet in de problemen?

#14

Kravitz

    Kravitz


  • >1k berichten
  • 4042 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 26 januari 2011 - 21:15

Helemaal juist! ;)

...maar als je 30ml NaOH gebruikt kom je dan niet in de problemen?

Waarom kom je dan in de problemen? Er blijft een overmaat aan OH- over.
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

#15

bangels

    bangels


  • >25 berichten
  • 98 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 januari 2011 - 21:23

Op een bepaald moment moet je toch 2,5mmol-3mmol (HOAC). Dan kom je namelijk een negatief getal uit is dit geen probleem of maak ik een fout ?





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures