[scheikunde] neutralisatiereactie

Sopure

hallo,

Ik heb morgen een examen scheikunde en een van de voorbeeldvragen is :

"Een reeks van oplossingen die alleen NaOH, Na2CO3 en NaHCO3 bevatten, werden getitreerd met 0.1202 M HCl. Er werd telkens 25.00 mL oplossing getitreerd t.o.v. fenolftaleïne (1) en broomcresolgroen (2) als indicator.

titratie 1: 22.42 (1) 22.44 (2)

titratie 2: 16.12 (1) 32.23 (2)

titratie 3: 0.00 (1) 33.33 (2)

Probeer uit deze resultaten af te leiden welke base getitreerd werd in titratie1, titratie 2 en titratie 3.

Bereken van iedere oplossing het aantal mg/mL.

omslaggebied fenolftaleïne: pH 8.3 pH 10.0

omslaggebied broomcresolgroen: pH 3.8 pH 5.4"

Nu weet ik niet goed hoe ik deze vraag moet oplossen. Is het echt de bedoeling dat ik bv ga uitrekenen welk de pH is wanneer 25ml NaOH reageert met 22,42 HCl en dan ga kijken in welk pHgebied deze pH gelegen is, en dit dan telkens voor alle mogelijkheden?

Of is er een andere eenvoudigere manier om dit op te lossen?

Alvast bedankt!!

Jan van de Velde

kom je al eens een stap verder met de idee van sterke en zwakke basen en/of zuren, om eerst eens te besluiten welk omslagpatroon bij welke stof hoort?

vervolgens met Kb's van die stoffen aan de gang om de concentraties van elk te berekenen.

Marc_B90

Jan van de Velde schreef:kom je al eens een stap verder met de idee van sterke en zwakke basen en/of zuren, om eerst eens te besluiten welk omslagpatroon bij welke stof hoort?

vervolgens met Kb's van die stoffen aan de gang om de concentraties van elk te berekenen.

Allereerst schrijf voor elke van deze stoffen in reactie met HCl de gepaste reactie.

Vermits je de stofhoeveelheid van het titrans (HCl) kent, kan je hieruit via stochiometrie de stofhoeveelheid base berekenen. (zie reacties)

Omdat deze aflopend zijn, kan je makkelijk het eerste, en indien aanwezig, ook tweede stochiömetrisch punt berekenen. (Voplossing en n)

Dit wetende moet je ook rekening houden met de volumetoename (concentratieverandering) omwille van het samenvoegen van titrans (HCl) en analiet. (base/amfiproot)

Als deze gegevens gekend zijn kan je de pH berekenen. Houd er wel rekening mee dat NaOH een sterke base is, Na2CO3, een zwakke base is (geconjugeerd polyprotisch zuur!) en HCO3 een amfiproot die basisch zal reageren in aanwezigheid van een (sterk) zuur. Hiervoor zijn specifieke formules die terug te vinden zijn in je cursus.

Wanneer de berekende pHs in de omslagzones liggen, kan je besluiten dat je een zichtbaar eindpunt hebt.

Hopelijk ben je hiermee geholpen?

Voor je toekomstige vragen kan het ook altijd helpen als je hetgeen je al hebt genoteerd, bedacht eventjes meedeelt.

Zo is het eenvoudiger om een gepast antwoord te geven...

Sopure

@Marc_B90

Ja dit is ongeveer wat ik bedoelde met "Is het echt de bedoeling dat ik bv ga uitrekenen welk de pH is wanneer 25ml NaOH reageert met 22,42 HCl en dan ga kijken in welk pHgebied deze pH gelegen"

Ik wist alleen niet goed hoe ik het moest verwoorden =D> en ik dacht dat het misschien op een eenvoudigere manier kon opgelost worden..

Maar in ieder geval bedankt voor je reactie!

Marc_B90

Sopure schreef:@Marc_B90

Ja dit is ongeveer wat ik bedoelde met "Is het echt de bedoeling dat ik bv ga uitrekenen welk de pH is wanneer 25ml NaOH reageert met 22,42 HCl en dan ga kijken in welk pHgebied deze pH gelegen"

Ik wist alleen niet goed hoe ik het moest verwoorden =D> en ik dacht dat het misschien op een eenvoudigere manier kon opgelost worden..

Maar in ieder geval bedankt voor je reactie!

Ja, met de gegevens die je hebt gekregen heb je voldoende om voor elke individuele titratie de bijhorende pH te berekenen op het stochiometrisch punt. Zonder deze pH kan je de vraag niet beantwoorden, omdat je ze moet vergelijken met de omslagzones van de gekozen.

Dit mag misschien niet makkelijk lijken, maar je moet het alleszins gestructureerd aanpakken. Reactie per reactie eventjes uitschrijven. Vermits ze allemaal aflopend zijn heb je een gemakkelijke verdere pH-berekening.

Je hoeft geen rekening te houden met het amfiprotisch karakter omdat je in met een sterk zuur titreert, noch heb je enige buffers of andere problemen.

Probeer het eens op te lossen, en post maar als je ergens vast loopt.

Sopure

Ik heb het examen deze morgen gehad en deze vraag stond er letterlijk op.

Ik heb het uiteindelijk zo opgelost:

Titratie 1: Dit is deze van NaOH met HCl, op het equivalentiepunt is de pH gelijk aan 7, dit ligt net ietsje onder het omslaggebied van fft dus wanneer fft als indicator gebruikt wordt zal de kleuromslag ietsje voor het equivalentiepunt gebeuren. Wanneer je een kleine hoeveelheid HCl extra toevoegt, gaat de pH meteen bepaald worden door de overmaat HCl en gaat de pH dus fel zakken en kom je in het omslaggebied van bcg. De volumes die dus toegevoegd worden bij titratie ten opzichte van fft en bcg liggen dus dicht bij elkaar en dit klopt hier (22,42 vs 22,44ml)

Titratie 2: Dit is de titratie van Na2CO3 met HCl.

Wanneer je hier gaat titreren ten opzichte van fft heb je als reactie:

Na2CO3 + HCl --> NaHCO3 + NaCl

Dit is het equivalentiepunt wat aangegeven wordt door fft. Aan de hand van de 16 ml en de concentratie van HCl kon ik de concentratie van NaHCO3 berekenen op het equivalentiepunt en deze bepaalt hier de pH, ik kwam een pH uit van ergens rond de 9 geloof ik en dit ligt in het omslaggebied van fft.

Wanneer we hier titreren ten opzichte van bcg gaan we ongeveer dubbel zoveel HCl nodig hebben omdat de reactie hier nog verder gaat:

Na2CO3 + HCl ---> NaHCO3 + NaCl

NaHCO3 + HCl ---> H2CO3 + NaCl

Dit geeft de totale reactie:

Na2CO3 + 2HCl ---> H2CO3 + 2NaCl

We houden op het einde dus enkel H2CO3 over (en NaCl) die de pH hier gaat bepalen. Deze concentratie kunnen we weer berekenen en dan de pH en deze lag weer in het omslaggebied van bcg

Titratie 3: Dit is de titratie van NaHCO3 met HCl

In het begin (wanneer nog geen HCl is toegevoegd) is er enkel NaHCO3 aanwezig. Deze gaat dus de pH bepalen. Omdat het zeer waarschijnlijk is dat de pH van NaHCO3 (zout van een sterke base en een zwak zuur) al ergens in het omslaggebied ligt van fft zal er hier dus geen kleurverandering meer zijn.

Wanneer je dan 33 ml HCl toevoegt wordt de pH weer bepaald door het zwakke zuur H2CO3 waarvan we de concentratie weer kunnen berekenen. Deze pH lag in het omslaggebied van bcg.

De concentraties aan NaOH, Na2CO3 en NaHCO3 heb ik dan eenvoudig kunnen berekenen. Ik zou enkel nog willen weten of mijn redenering die ik hierboven heb neergeschreven een beetje klopt

Marc_B90

Sopure schreef:Ik heb het examen deze morgen gehad en deze vraag stond er letterlijk op.

Ik heb het uiteindelijk zo opgelost:

Titratie 1: Dit is deze van NaOH met HCl, op het equivalentiepunt is de pH gelijk aan 7, dit ligt net ietsje onder het omslaggebied van fft dus wanneer fft als indicator gebruikt wordt zal de kleuromslag ietsje voor het equivalentiepunt gebeuren. Wanneer je een kleine hoeveelheid HCl extra toevoegt, gaat de pH meteen bepaald worden door de overmaat HCl en gaat de pH dus fel zakken en kom je in het omslaggebied van bcg. De volumes die dus toegevoegd worden bij titratie ten opzichte van fft en bcg liggen dus dicht bij elkaar en dit klopt hier (22,42 vs 22,44ml)

Titratie 2: Dit is de titratie van Na2CO3 met HCl.

Wanneer je hier gaat titreren ten opzichte van fft heb je als reactie:

Na2CO3 + HCl --> NaHCO3 + NaCl

Dit is het equivalentiepunt wat aangegeven wordt door fft. Aan de hand van de 16 ml en de concentratie van HCl kon ik de concentratie van NaHCO3 berekenen op het equivalentiepunt en deze bepaalt hier de pH, ik kwam een pH uit van ergens rond de 9 geloof ik en dit ligt in het omslaggebied van fft.

Wanneer we hier titreren ten opzichte van bcg gaan we ongeveer dubbel zoveel HCl nodig hebben omdat de reactie hier nog verder gaat:

Na2CO3 + HCl ---> NaHCO3 + NaCl

NaHCO3 + HCl ---> H2CO3 + NaCl

Dit geeft de totale reactie:

Na2CO3 + 2HCl ---> H2CO3 + 2NaCl

We houden op het einde dus enkel H2CO3 over (en NaCl) die de pH hier gaat bepalen. Deze concentratie kunnen we weer berekenen en dan de pH en deze lag weer in het omslaggebied van bcg

Titratie 3: Dit is de titratie van NaHCO3 met HCl

In het begin (wanneer nog geen HCl is toegevoegd) is er enkel NaHCO3 aanwezig. Deze gaat dus de pH bepalen. Omdat het zeer waarschijnlijk is dat de pH van NaHCO3 (zout van een sterke base en een zwak zuur) al ergens in het omslaggebied ligt van fft zal er hier dus geen kleurverandering meer zijn.

Wanneer je dan 33 ml HCl toevoegt wordt de pH weer bepaald door het zwakke zuur H2CO3 waarvan we de concentratie weer kunnen berekenen. Deze pH lag in het omslaggebied van bcg.

De concentraties aan NaOH, Na2CO3 en NaHCO3 heb ik dan eenvoudig kunnen berekenen. Ik zou enkel nog willen weten of mijn redenering die ik hierboven heb neergeschreven een beetje klopt

Titratie 1: De volumes liggen inderdaad zéér dicht bij elkaar, dit komt omdat je een sterke base titreert met een sterk zuur. Dit heeft een grote pH sprong als gevolg van het de verhouding v.d. Ka waardes.

Titratie 2: van die eerste pH berekening ben ik niet zeker (niet nagerekend).

Je moet echter wel weten dat bij het eerste stochiometrisch punt je te maken hebt met een amfiproot. Waterstofcarbonaat kan zowel een proton opnemen als afstaan. Als je hiervoor een snelle pH schatting wilt maken kan je altijd het gemiddelde van de pKa waardes nemen voor de zure en basische reactie. (pKa H2CO3 en pKa van HCO3)

Voor een meer acurate pH berekening van een amfiproot heb je een vrij complexe formule, maar gezien de vraagstelling is een schatting voldoende. De ligt rond de 8,5... (pKa's: 6,4 ; 10,4)

Een totale reactie is eigenlijk volledige onzin, omdat deze proton per proton opneemt. Wel is de de verhouding van de stofhoeveelheden afleiden a.d.h.v. de beide formules.

Titratie 3: zelfde opmerking als bij 2. Op het stochiometrisch punt heb je een amfiproot.

Een klein overzicht:

Start

CO32- = zwakke base

reactie 1:

CO32- /HCO3- = buffer

Stochiometrisch punt 1:

Amfiproot 1

reactie 2:

buffer 2: HCO3-/H2CO3

stochiometrisch punt 2:

zwak zuur.

Elke van van deze samenstellingen heeft een eigen typische pH berekening: buffers, zwakke zuren/basen en amfiproten.

Was best een goede oplossing

ps: ga binnenkort eens werken aan die sub/superscripten, want is beetje wanordelijk

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] neutralisatiereactie

[scheikunde] neutralisatiereactie

Re: [scheikunde] neutralisatiereactie

Re: [scheikunde] neutralisatiereactie

Re: [scheikunde] neutralisatiereactie

Re: [scheikunde] neutralisatiereactie

Re: [scheikunde] neutralisatiereactie

Re: [scheikunde] neutralisatiereactie