En reaktion på “Laboration 4 Kemi A

  1. joakim.boden Inläggsförfattare

    Vanlig fråga tagen från http://www4.liber.se/gymnasiekemi/10/10_1.htm

    Är det samma pH på 0,50 molarig HCl som i 0,50 molarig HNO3?

    Svar:
    pH = 0,30 i både 0,50 M HCl och 0,50 M HNO3.
    Det är lika enkelt att beräkna pH i t.ex. 0,010 M HCl. Syran är ju helt spjälkad i joner.
    [H+] = 0,010 M = 1,0 · 10–2 M. Då blir pH = –lg (1,0 · 10–2) = –(0,0 – 2) = 2,0.

    0,010 M HNO3 är också helt spjälkad i joner. Därför är [H+] = 0,010 M och pH = 2,0.

    Svavelsyra, H2SO4, är också en mycket stark syra men den är två-protonig. Protonerna avges i två steg. Alla H2SO4-molekyler avger en proton – då bildas HSO4–-joner. Men alla HSO4–-joner avger inte sin proton. Därför är det inte lika enkelt att räkna ut pH i 0,50 M H2SO4 som i 0,50 M HCl. För att kunna beräkna pH i en H2SO4-lövning måste vi veta HSO4–-jonens protolyskonstant.

    Du frågar sedan hur man räknar ut pH i en lösning av en bas. Det är lite mer komplicerat – men egentligen inte svårare om det är en mycket stark bas.

    Antag att vi har 0,010 M NaOH, alltså en lösning av jonföreningen NaOH. Den är fullständigt spjälkad i jonerna Na+ och OH– (precis som andra jonföreningar, t.ex. natriumklorid, NaCl).
    I 0,010 M NaOH är alltså [OH–] = 0,010 M.
    Vi räknar ut pOH på samma sätt som pH: pOH = –lg [OH–]
    Eftersom [OH–] = 0,010 M. blir pOH = –lg 0,010 = 2,0 (se pH-beräkningen ovan)

    Nu är det så att i en vattenlösning vid rumstemperatur (ca 25 °C) är alltid
    pH+ pOH = 14,0
    I 0,010 M NaOH är pOH = 2,0
    Då är pH = 14,0 – 2,0 = 12,0!

    Uttrycket pH+ pOH = 14,0 säger att
    (–lg [H+]) + (–lg [OH–]) = (lg 1014,0) = – (lg 10–14,0)
    Vi ändrar tecken. Då får vi
    lg [H+] + lg [OH–] = lg 10–14,0 eller
    lg ([H+]E[OH–]) = lg 100,0–14 som ger
    [H+] · [OH–] = 1 · 10–14 M2

    Produkten [H+] · [OH–] kallas vattnets jonprodukt och betecknas Kw. Då kan vi skriva
    [H+] · [OH–] = Kw. där Kw.= 1·10–14 M2 vid 25 °C Formel (1)
    och
    pH+ pOH = pKw. där pKw.=14,0 vid 25 °C Formel (2)

    I en natriumhydroxidlösning med koncentrationen 4,0 · 10–3 M är
    pOH = –lg(4,0 · 10–3) = –(0,60–3) = 2,40.
    Då ger formel (2)
    pH = 14,00 – 2,40 = 11,60.

    Ammoniak, NH3, är en svag bas. Därför är det lite svårare att räkna ut pH i en ammoniaklösning – man måste veta protolyskonstanten.

    Till slut ska vi använda formlerna (1) och (2) på en neutral lösning.
    Där är ju [H+] = [OH–] dvs. pH = pOH.
    Vi sätter in pOH = pH i formel (2) för 25 °C: Då får vi
    2pH = 14,0, dvs. pH = 7,0.
    Eftersom [OH–] = [H+] blir enligt formel (1)
    [H+]2 = Kw dvs. [H+] = Kw = 1 · 10–14 M2, alltså [H+] = 1 · 10–7 M

Kommentera