[scheikunde]ph berekening mengsel

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer

Bericht 18-01-'09, 14:05

Pieter-Jan5000

Berichten: 37

[scheikunde]ph berekening mengsel

Hallo,

Ik heb opnieuw een probleem met scheikunde (dit is duidelijk niet mijn beste vak! :D ).

In de opgave (in de bijlage) vragen ze naar het aantal ml KOH nodig om een bepaalde hoeveelheid H3PO4 "volledig om te zetten". Wat er met dit volledig omzetten bedoeld wordt ben ik al niet zeker maar ik dacht dat het zo zou zijn:

H3PO4 + 3KOH <==> K3PO4 + 3H2O

Indien de reactie volgens deze reactievergelijking loopt is er 3 keer zoveel mol KOH nodig, en dus moet men 150 ml van de gegeven formele oplossing nemen.

Daarna wordt de pH van de oplossing gevraagd na toevoeging van de base. Verloopt de reactie dan als volgt?

K3PO4 (aq) <==> K+ + H2PO4- ?

Hiervan kunnen we met de gegeven constanten wel de pH van berekenen (en enkel de eerste stap zal relevant zijn).

Wat mij hier vooral stoorde is dat H3PO4 eers volledig gaat worden omgezet, en daarna terug gaat hydroliseren? Dit vind ik heel vreemd.

Kan iemand mij helpen? Bedankt!

PJ
Bijlagen
Opgave.jpg
Opgave.jpg (49.54 KiB) 422 keer bekeken
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 15:24

ToonB

Berichten: 817

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Indien de reactie volgens deze reactievergelijking loopt is er 3 keer zoveel mol KOH nodig, en dus moet men 150 ml van de gegeven formele oplossing nemen.
Die zin start geweldig! Je ziet netjes dat er 3x zoveel mol KOH nodig is en dan is het uiteraard simpelweg dezelfde hoeveelheid in ml. (want de concentratie is netjes 3x zo hoog).
b) Bereken de pH van de oplossing na toevoeging van de base
Ik neem aan dat ze hier de hoeveelheid toevoeging uit vraag a) bedoelen.

En daar moesten we berekenen hoeveel mol we moesten toevoegen om te zorgen at er geen protonen meer aan je fosfaten gebonden waren (of botweg: er hangt geen H+ meer aan je PO43-)

Wel, dan is dit een stiekemerd. Laten we eens overlopen wat we doen...

We gaan nét genoeg base toevoegen om alle H+ om te zetten in H2O mbv een OH-.

Als er geen enkele H+ meer is die van fosforzuur afkomstig is en er is geen OH- meer van KOH, dan is je oplossing neutraal. En dus is de pH 7
c) Wat zal er gebeuren met de pH van de laatste oplossing wanneer er 2g natriumnitraat toegevoegd wordt
Wel, we berekenden net dat de laatste pH 7 was.

Wat zal natriumnitraat in water doen? Kan je zelf even proberen te zoeken wat er nu gaat gebeuren?
"Beep...beep...beep...beep"

~Sputnik I
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 15:34

Pieter-Jan5000

Berichten: 37

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Eerst en vooral, bedankt!
Die zin start geweldig!
Spoor ik daar een lichte hint van ironie op? :D
Als er geen enkele H+ meer is die van fosforzuur afkomstig is en er is geen OH- meer van KOH, dan is je oplossing neutraal. En dus is de pH 7
Meen je dat nu? Dus die pH is echt gewoon 7? Dat was ook mijn eerste idee maar dit heb ik onmiddellijk verworpen aangezien ik dat een véél te voor te hand liggende oplossing vond. Bedankt voor de uitleg!

Ik ga nu zelf even oefening c proberen.

Mvg,

Pieter-Jan
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 15:53

ToonB

Berichten: 817

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Spoor ik daar een lichte hint van ironie op?
Ik ben eigenlijk gewoon blij om eens iemand te zien die zulke problemen niet onnoemelijk ingewikkeld maakt.

Doorgaans komen ze met ingewikkelde formules en structuren die een of andere uitzondering niet in acht nemen etc... etc...

En jij zegt het gewoon vlakaf zoals het is. Het zijn er 3x zoveel. Niet meer, niet minder.
Meen je dat nu? Dus die pH is echt gewoon 7?
Ik denk het wel.

Het is ofwel 7, ofwel is de vraag op zijn minst gigantisch dubbelzinnig gesteld.

Hoe dan ook, moest ik dit voor mn neus krijgen, zou ik 7 neerpennen.
"Beep...beep...beep...beep"

~Sputnik I
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 16:08

Pieter-Jan5000

Berichten: 37

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Ik begrijp het denk ik toch nog niet helemaal. Ik zou nog wat uitleg kunnen gebruiken om te begrijpen waarom deze reactie niet plaatsvindt:

K3PO4 <==> PO43- + 3K+

Ik dacht namelijk dat zouten altijd ontbinden in hun ionen in water (omdat ze goede elektrolyten zijn).

Bedankt!

Pj
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 16:16

ToonB

Berichten: 817

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Dat doen ze ook.

Kaliumfosfaat is een oplosbaar zout, en zal dus opsplitsen in zijn ionen.

Als je heel technisch wordt, kan je zelfs zeggen dat die stof nooit onstaan is in de eerste plaats. in water zal fosforzuur opsplitsen in zijn ionen, en KOH ook.

Die hydroxidegroepen en protonen vormen samen water, maar de kaliumionen en fosfaationen gaan nooit recombineren.

Ze blijven in oplossing.
"Beep...beep...beep...beep"

~Sputnik I
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 16:20

Pieter-Jan5000

Berichten: 37

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

ToonB schreef:Die hydroxidegroepen en protonen vormen samen water, maar de kaliumionen en fosfaationen gaan nooit recombineren.

Ze blijven in oplossing.
Waarom gaan de fosfaat-ionen geen basisch effect hebben op de oplossing? Ik begrijp dat er water gevormd is met de zuurionen en er dus zeker al geen verzuring optreed. Maar de concentratie PO4- zal de pH toch wel een pak naar boven stuwen? Of doe ik iets helemaal verkeerd?

Mvg,

Pj
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 16:41

ToonB

Berichten: 817

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

wel, dat is inderdaad zo. Ik heb even vergeten rekening te houden met je pKb waarde :P

Maar dat gaan we dan meteen rechtzetten.

je pK waarde van je fosfaat-ion is 12.65.

Hieruit kan je berekenen hoeveel moleculen HPO42- er ontstaan.

Uit dit aantal, kan je met je pK = 7.2 bepalen hoeveel moleculen H2PO4- er ontstaan.

En daaruit weer met je pK=2.1 hoeveel moleculen fosforzuur er ontstaan.

Uit diezelfde berekening haal je telkens ook hoeveel protonen er verbruikt worden. Daardoor kan je berekenen hoeveel OH- ionen er nu in de oplossing zitten (namelijk, evenveel als dat er protonen werden verbruikt).

Hieruit kan je de pH bepalen door pH = 14-pOH

Mijn brein stond even op non-actief vrees ik :P

Maar dat is zo weer goed gemaakt hoop ik :D
"Beep...beep...beep...beep"

~Sputnik I
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 16:48

Pieter-Jan5000

Berichten: 37

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Ok dat is duidelijk! Bedankt!!

Ik denk trouwens dat enkel de eerste stap relevant zal zijn (de exponent halveert 2 keer dus, zo lijkt mij, zal de pOH niet echt sterk beïnvloeden).

Nu begrijp ik de oefening volledig, prachtig!

Nogmaals bedankt voor je tijd & hulp.

Mvg,

Pieter-Jan
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 16:56

ToonB

Berichten: 817

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Wel, afhankelijk van hoe correct je moet zijn kan je eventueel die 2e stap laten vallen. Hoewel het op zich geen kwaad zou kunnen om hem erbij te nemen. een pK van 7 is toch net genoeg voor merkbare onnauwkeurigheden.

een pK van 2 zou evengoed geen pK kunnen zijn tenzij je heel nauwkeurig werkt.

deze mag dus voor de gemakkelijkheid 'weggelaten' worden volgens mij. Dit gaat slechts een handjevol moleculen zijn, amper genoeg voor merkbare verschillen.

misschien nog even opmerken (zie ik nu pas)
Ik dacht namelijk dat zouten altijd ontbinden in hun ionen in water (omdat ze goede elektrolyten zijn).
Hier gooi je wat termen dooreen.

Een goede elektrolyt noemt men ook wel een sterke elektrolyt.

en net zoals bij zuren slaat sterk op grote dissociatie (dus grote hoeveelheid die in ionen uiteenvalt).

Als een zout goed oplost (en de meeste doen dat) is het dus een goede elektrolyt. Maar niet alle zouten zijn goede elektrolyten, aangezien ze niet allemaal goed oplossen in water.

Kijk naar bv AgCl, PbSO4, etc etc...

Deze lossen niet op in water, en zijn dus geen elektrolyten, maar toch zijn het zouten.
"Beep...beep...beep...beep"

~Sputnik I
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 17:04

Pieter-Jan5000

Berichten: 37

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Ok, ik ken het verschil tussen elektrolyten en zouten. Ik dacht echter gelezen te hebben in mijn cursus dat bijna alle zouten goede elektrolyten zijn.

Ik heb het voor de zekerheid nog is nagetrokken en dit staat er:

"Zouten zijn sterke elektrolyten; zelfs de weinig oplosbare zouten zijn, voor het gedeelte in oplossing, volledig gedissocieerd."

Daarmee dat ik het "zout-zijnde" ook als genoeg bewijs heb gezien om te besluiten dat het een sterk elektrolyt is ...

Indien ik mijn cursus mag geloven dan zou ik durven zeggen dat wat jij zegt niet helemaal correct is. De stoffen die jij aanhaalt lossen niet op in water, en gaan daarom ook niet dissociëren. Maar dit is blijkbaar niet genoeg bewijs om te kunnen besluiten dat dit geen goede elektrolyten zijn. Namelijk voor het gedeelte dat ze dan toch zouden oplossen (wat in theorie ook helemaal niets kan zijn) zouden het wél goede elektrolyten zijn.

Klopt hier iets van?

Mvg,

Pieter-Jan
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 17:19

ToonB

Berichten: 817

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Wel als we zeggen 'niet-oplosbaar' bedoelt men eigenlijk dat er een enorm kleine fractie oplost.

Om er een simpel voorbeeldje bij te halen:

bron: Klik

Bariumsulfaat wordt als een niet-oplosbaar zout gezien.

Echter zal bij 20°C 0.0023g/L oplossen.

Deze opgeloste hoeveelheid zal dan ook volledig dissocieren. (want ze is opgelost). Deze kleine fractie, opgesplitst in ionen is dus technisch gezien in staat om ladingen over te brengen, stroom te geleiden, en is dus een elektrolyt.

Daarom zegt men dat bariumsulfaat een elektrolyt is, net als alle andere zouten. (want geen enkel zout heeft absolute 0-oplosbaarheid).

Maar praktisch genomen kan je bijna zeggen dat het geen elektrolyt is, want dit is echt verwaarloosbaar weinig. 0.0023g/l is zelfs met relatief nauwkeurige metingen niet waarneembaar. (of je moet al bijzonder exact gaan werken).

Dus heel theoretisch gezien: Inderdaad, elk zout is een goede elektrolyt.

praktisch gezien: een onoplosbaar zout kan voor praktische benadering als niet-elektrolyt gezien worden.

Het is wat als zeggen: Mensen hebben geen 3 armen.

Zuiver theoretisch gezien zal doorheen de geschiedenis hier of daar wel eens iemand met een afwijking en een 3e arm geboren zijn, en dus zegt de theorie: mensen zijn in staat om 3 armen te hebben.

Maar praktisch gezien kan je gewoon zeggen: Mensen hebben geen 3 armen.
"Beep...beep...beep...beep"

~Sputnik I
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 17:23

Pieter-Jan5000

Berichten: 37

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Ok bedankt! Zeer interessant!

Wat nu mijn interesse heeft gewekt. Hoe kan je voorspellen of een zout goed of slecht oplosbaar zal zijn? Zijn er bepaalde "regeltjes" voor die ik kan proberen onthouden?

Mvg,

Pieter-Jan
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 18:34

ToonB

Berichten: 817

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Om een klein overzicht te geven, dit dekt niet ALLES, maar toch de meest voorkomende zouten:

Oplosbare zouten:
  • Alle primaire fosfaten (H2PO4-)
  • Alle waterstofcarbonaten (HCO3-)
  • Alle ammoniumzouten (NH4+)
  • Alle alkalizouten (zouten met Na+, K+, Li+, etc etc)
  • Alle acetaten (CH3COO-)
  • Alle nitraten (NO3-)
  • Alle nitrieten (NO2-)
  • alle chloraten (ClO3-)
  • Alle chloriden (Cl-), UITGEZ: AgCl, PbCl2, Hg2Cl2
  • Alle Bromiden (Br-), UITGEZ: AgBr, PbBr2, Hg2Br2
  • Alle Iodiden (I-), UITGEZ: AgI, PbI2, Hg2I2, HgI2
  • Alle sulfaten (SO42-), UITGEZ: Ag2SO4, PbSO4, Hg2SO4, en bindingen met de aardalkalimetalen Ca2+ en lager (dus Ba, Sr en Ra nog)
onoplosbare zouten
  • Alle Secundaire fosfaten (HPO42-)
  • Alle Tertiaire fosfaten (PO43-)
  • Alle carbonaten (CO32-)
  • Alle arsenaten (AsO43-)
  • Alle Sulfieten (SO32-)
  • Alle Boraten (BO33-)
  • Alle Sulfiden (S2-)
  • alle chromaten (CrO42-) UITGEZ: bindingen met Mg en Ca
Dit dekt de meeste zouten. Als je die eerste reeks vanbuiten leert (de uitzonderingen zijn eigenlijk allemaal gelijk, alleen onthouden dat bij sulfaten ook de aardalkali's in het spel komen).

Even een addertje onder het gras. De onoplosbare zouten zijn in deze lijst 'ondergeschikt' aan de oplosbare.

Een Ammoniumcarbonaat zal dus wel oplossen, aangezien ammoniumzouten 'bovenbeschikt' staan in de lijst aan carbonaten.

We moesten voor ons examen de lijst vanbuiten kennen, maar als je alleen he bovenste deel kent, ken je automatisch de niet-oplosbare.

Leek enorm veel werk, maar eigenlijk was ik er op 5 minuutjes door.

12 ionen, met 4 ervan uitzonderingen (ook nog eens dezelfde), en je kan ongeveer alles dat je in een standaardproef tegenkomt uitwerken op gebied van oplosbaarheid.

Ook handig bij kwalitatieve testen. Als je een mengsel krijgt zonder neerslag erin, kan je bv ook al geen onoplosbare zouten hebben. In een weg al wat extra denkwerk overgeslaan
"Beep...beep...beep...beep"

~Sputnik I
Omhoog

Bericht 18-01-'09, 18:48

Pieter-Jan5000

Berichten: 37

Re: [scheikunde]ph berekening mengsel

Wow! Nice!

Ik heb nog wel wat tijd, dus ga ik dat eventjes vanbuiten leren!

Bedankt!

Wat een efficiëntie, dit forum! :D

Mvg,

Pieter-Jan
Omhoog
Reageer

Terug naar “Huiswerk en Practica”