Springen naar inhoud

[scheikunde] Afleiding van formule bij pH-berekening


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Chemist

    Chemist


  • >25 berichten
  • 89 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 december 2007 - 17:30

Ik zal wel stom zijn, maar ik vat dit even niet :oops::

Gegeven is dat je een 0,1 M CH3COOH-opl. hebt (pKa(CH3COOH) = 4,75). Deze oplossing bevat dus uitsluitend zwak zuur dat niet is geladen.
Nu wordt de pH van deze startoplossing volgens mijn cursustekst berekend volgens:

pH = 1/2 pKa - 1/2 log ca

Invullen geeft: pH = 1/2 ∑ 4,75 - 1/2 log 0,1 = 1/2 ∑ (4,75) + 0,5 = 2,87

Nou is bovenstaande formule volgens mij afgeleid van de bufferformule pH = pKa - log [zuur]/[base]. Maar hoe komen ze aan die afleiding?

Veranderd door Chemist, 16 december 2007 - 17:31


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

#2

Marjanne

    Marjanne


  • >1k berichten
  • 4771 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 december 2007 - 18:18

Ik schrijf voor CH3COOH voor het gemak even HAc:

Ka = [H3O+].[Ac-]/[HAc]

In een zuivere oplossing van azijnzuur geldt, als de concentratie niet te laag is (in dat geval verwaarloos ik de bijdrage van de H3O+ van het water):

[H3O+] = [Ac-]

Dus dan geldt:
Ka = [H3O+]2/[HAc]

Omwerken levert:

[H3O+]2 = Ka x [HAc]

-log [H3O+]2 = -log Ka - log[HAc]

-2 x log [H3O+] = -log Ka - log[HAc]

- log [H3O+] = - 1/2 log Ka - 1/2 log[HAc]

pH = 1/2 pKa - 1/2 log [HAc]

Deze HAc is jouw ca

Maar deze ca is niet gelijk aan de totaal opgeloste concentratie aan azijnzuur (in jouw geval: ca is dus niet gelijk aan 0,1 mol/l). Het is gelijk aan de concentratie van het niet geÔoniseerde zuur. Misschien kan deze bij benadering gelijk worden gesteld aan de totaal opgeloste concentratie azijnzuur, maar dat kan ik niet zo gauw beoordelen.

Veranderd door Marjanne, 16 december 2007 - 18:20


#3

Chemist

    Chemist


  • >25 berichten
  • 89 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 december 2007 - 18:32

OK, heel erg bedankt! Achteraf gezien ben ik deze afleiding al eens eerder tegengekomen, maar ik kwam er gewoon even niet op.

Nog even over dit:

Maar deze ca is niet gelijk aan de totaal opgeloste concentratie aan azijnzuur (in jouw geval: ca is dus niet gelijk aan 0,1 mol/l). Het is gelijk aan de concentratie van het niet geÔoniseerde zuur. Misschien kan deze bij benadering gelijk worden gesteld aan de totaal opgeloste concentratie azijnzuur, maar dat kan ik niet zo gauw beoordelen.

Dit snap ik niet zo. Bedoel je dat ca gelijk is aan [HAc] in het evenwichtsmengsel (en dus niet gelijk is aan de concentratie die aanvankelijk werd opgelost)?

In mijn cursustekst werd de pH van 0,1 M CH3COOH-opl. gewoon met de in de openingspost staande (afgeleide) formule berekend. Dit is in feite niet precies? Hoe zou je deze dan eventueel nauwkeuriger kunnen berekenen? Is er ook een gemakkelijkere methode?

Veranderd door Chemist, 16 december 2007 - 18:33


#4

Don Carbazone

    Don Carbazone


  • >250 berichten
  • 552 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 december 2007 - 18:57

Belangrijk in de analytische chemie is het onderscheid maken tussen de analytische concentratie van een stof en zijn evenwichtsconcentraties.

De analytische concentratie ( = totale concentratie = formele concentratie ) is de concentratie van de stof die je in oplossing brengt, bv 0,1 M azijnzuur.

Maar de meeste stoffen reageren in oplossing, bv een zout dissocieert, een zuur splitst protonen af...

De stof komt dus niet meer voor als zijnde je hem in oplossing hebt gebracht.

Vandaar dat we rekening houden met de evenwichtsconcentraties, d.i. de concentraties van de verschillende vormen waarin je stof voorkomt.

Aangezien azijnzuur een zwak zuur is, kan je de evenwichtsconcentratie van je geprotoneerd zuur benaderend gelijkstellen aan de analytische concentratie.

#5

Chemist

    Chemist


  • >25 berichten
  • 89 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 december 2007 - 19:49

Bedankt allebei voor deze opheldering. :D Als ik het goed begrijp is de evenwichtsconcentratie van het geprotoneerde zuur dus een betere benadering van de analytische concentratie naar gelang het evenwicht meer naar links licht; daarom kan dan in zo'n soort geval ook in de formule in de openingspost de ca vervangen worden door de concentratie opgelost zuur (bij benadering) indien het evenwicht redelijk/goed naar links licht.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures