[scheikunde] pH berekening

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 58

pH berekening

De pH van de frisdrank CocaCola is 2,8.

Een flesje CocaCola heeft een volume van 330 mL.

De pKz van het fosforzuur is 2,1

 

Hoeveel mol fosforzuur bevat een flesje CocaCola ?

 
A)  3,1 . 10-4 mol

B)  1 . 10-3 mol

 
C)  1 . 10-4 mol

 
D)  3,1 . 10-3 mol

 

_______________________________________________

 

Deze oefening moet zonder rekenmachine opgelost worden en enkel bovenstaande gegevens mogen gebruikt worden.

______________________________________

 

Ik heb echt geen flauw idee hoe je dit oplost (zonder grm) iemand die kan helpen?

 

mvg

Berichten: 58

Re: pH berekening

Met GRM denk ik:
 
10^-2,8 = 0.00158 = concentratie protonen in de oplossing.
Aangezien driewaardig zuur is er slechts 0.000528 mol fosforzuur in 1L
Aangezien slechts 330ml 0.000174 mol fosforzuur aanwezig ofnog 1,74 x 10^-4
 
Maar dit antwoord staat er niet tussen..

Gebruikersavatar
Berichten: 1.253

Re: pH berekening

Ik zie hem ook nog niet helemaal, maar ik denk dat je vanuit de antwoorden terug kan/moet redeneren.
 
In de eerste plaats. Er is maar 1 pKz gegeven. Dus ga je uit van een eenwaardig zwak zuur totdat je er niet uit komt.
 
Stel, het is een eenwaardig sterk zuur.
Als er 3,1 . 10-4 mol is in 0,330 L, dan zou de [H3O+] ongeveer 3,1 . 10-4 * 3 = 1,0 . 10-3 M zijnDit is ongeveer een pH van 3. Aangezien de pH lager is, moet er wel nog een protolysestap zijn.
Dit is geen sterk zuur, dus valt antwoord B af.
Alles wat lager is dan dit valt ook af, dus hou ik D over.
 
Even checken...3,1 . 10-3 x 3 = 1,0 .10-2 M . Dit zou een pH van 2 geven, als het eenwaardig sterk was. Echter, is niet sterk en ten gevolge van bovenstaande ook niet eenwaardig.
 
Dus.....
 
Mijn eerste ingeving. Ik ga slapen.
 
Wdeb
Is liefde Chemie? ...In elk geval is Chemie wel bijna liefde.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.536

Re: pH berekening

Als ik dit uitreken met rekenmachine dan staat het juiste antwoord er niet bij als je ervan uitgaat dat het om het totaal aantal mol fosforzuur gaat. Wel komt een antwoord overeen met het aantal mol niet geïoniseerd H3PO4.
 
Ik schrijf fosforzuur als H3Z en verwaarloos de tweede inonisatietrap en mogelijke aanwezigheid andere zuren.
 
pH = 2,8. Dan geldt [H+] = [H2Z-  ]= 1,58 x 10-3 M
 
pKz = 2,1  Kz = 7.94 x 10-3.
 
Kz = [H+] x[H2Z-] / [H3Z] Hieruit volgt: [H3Z ]= 0,314 x 10-3 M
 
Totaal fosforzuur is dan 1,58 x 10-3 + 0,314 x 10-3 = 1,89 x 10-3 M.
Per blikje is dat 0,62 x 10-3 mol en dat antwoord staat er niet bij.
 
Kijken we naar [H3Z]  dan is dat 0,314 x 10-3 M
Per blikje van 330 ml is dat 0,10 x 10-3 mol = 1,0 x 10-4 mol, wat overeen komt met antwoord C.
 
Zou, wat zeer ongebruikelijk is, alleen het gehalte H3PO4 bedoeld zijn?
Of iemand een ander idee?

Berichten: 58

Re: pH berekening

Bedankt iedereen voor de inbreng.
Dit is een vraag van het toelatingsexamen geneeskunde, de gegevens zijn correct , van de gegeven opties is echter geen 100% zekerheid. Is deze vraag niet een beetje te hoog gegrepen voor middelbare school eindtermen??
Heb deze door veel mensen laten maken en iedereen komt andere oplossingen uit..  Bovendien mag geen rekenmachine gebruikt waardoor ik geen flauw idee heb hoe je de Kz kunt berekenen  (zonder GRM) indien dit nodig zou zijn)
 
Zijn er nog mensen die hun inbreng of mening willen geven? 
 
Mvg

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.536

Re: pH berekening

lukaz schreef: Heb deze door veel mensen laten maken en iedereen komt andere oplossingen uit..  Bovendien mag geen rekenmachine gebruikt waardoor ik geen flauw idee heb hoe je de Kz kunt berekenen  (zonder GRM) indien dit nodig zou zijn)
 
Ik ben benieuwd naar die andere oplossingen. Kun je die laten zien?
 
Zonder rekenmachine kun je het niet geïoniseerde deel eenvoudig berekenen zonder rekenmachine als je ziet dat je de evenwichtsvoorwaarde in dit geval ook kunt schrijven als : pKz = 2 pH + log [H3Z]
 
Log [H3Z] is dan - 3,5. en [H3Z]  =√ 10 x 10-4 is ongeveer 3 x 10-4M.
 
Voor het blikje delen door drie en kom je op antwoord C.

Berichten: 58

Re: pH berekening

Zeker, iemand zei bijvoorbeeld het volgende:
 
Fosforzuur is een polyprotonisch zuur maar enkel de eerste ionisatie is van belang, het evenwicht ligt helemaal rechts aangezien het een sterk zuur is. Hieruit volgt dat de concentratie aan gevormde protonen gelijk is aan de oorspronkelijke hoeveelheid fosforzuur dat is toegevoegd.
Concentratie gevormde protonen = 10^-2,8 = 0,00158 mol per liter. Dat resultaat x 330/1000 geeft ons 5,2 x 10^-4 mol fosforzuur.
 
Deze redenering leek mij ook aanneemelijk

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.536

Re: pH berekening

lukaz schreef: Fosforzuur is een polyprotonisch zuur maar enkel de eerste ionisatie is van belang, het evenwicht ligt helemaal rechts aangezien het een sterk zuur is. Hieruit volgt dat de concentratie aan gevormde protonen gelijk is aan de oorspronkelijke hoeveelheid fosforzuur dat is toegevoegd.
Concentratie gevormde protonen = 10^-2,8 = 0,00158 mol per liter. Dat resultaat x 330/1000 geeft ons 5,2 x 10^-4 mol fosforzuur.
 
Deze redenering leek mij ook aanneemelijk
Fosforzuur is geen sterk maar een zwak zuur, je mag dus niet aannemen dat het geheel is gesplitst in H+  en H2PO4-. En het lijkt mij dat je dit dus niet als uitgangspunt mag nemen.

Berichten: 1

Re: [scheikunde] pH berekening

De formule om de pH van een zwak zuur te berekenen is als volgt: pH = 1/2 pKz - 1/2 log(C).
Je weet dus dat 2.82 = 1.07 - 1/2 log(c) en dus dat -3.5 = log(c).
Bijgevolg is de concentratie van het zwakke zuur gelijk aan 10^-3.5 = 3.16 . 10^-4
c = n/V dus n = c.V = 3.16.10^-4 x 0.330 = 1.04 . 10^-4 mol

Berichten: 1.023

Re: [scheikunde] pH berekening

jacobdp schreef:
vr 31 jul 2020, 19:22
De formule om de pH van een zwak zuur te berekenen is als volgt: pH = 1/2 pKz - 1/2 log(C).
altijd weer leuk om te zien hoe sommige zaken zomaar uit de lucht komen vallen. Dat komt het begrip vrijwel nooit ten goede. waar komt die formule pH = 1/2 pKz - 1/2 log(C) vandaan?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 3.410

Re: [scheikunde] pH berekening

waar komt die formule pH = 1/2 pKz - 1/2 log(C) vandaan?
Die formule ontstaat door de formule voor de zuurconstante te herschrijven en vervolgens de definities
pH = -log [H3O+] en pKz = -log Kz toe te passen. Om te beginnen herschrijven we de formule voor de zuurconstante als Kz⋅[HZ] = [H3O+]², waarbij we aannemen dat [H3O+] = [Z-]. Links en rechts -log nemen levert:
- log Kz-log [HZ] = -2log [H3O+], dus pKz-log [HZ] = 2pH, dus pH = ½(pKz-log [HZ]). Deze formule is geldig indien [HZ]>100Kz. Voor een zwakke base Bs kunnen we op overeenkomstige wijze afleiden dat pOH = ½(pKb-log [Bs]), wat slechts geldig is indien [Bs]>100Kb.
"Mathematics is a gigantic intellectual construction, very difficult, if not impossible, to view in its entirety." Armand Borel

Reageer