Övningsuppgifter Syror och baser

Transkript

1 Övningsuppgifter Syror och baser Litterarum radices amarae, fructus dulces 1. Beräkna ph i en lösning med vätejonkoncentrationen: a) 0,036 mol/dm 3 b) mol/dm 3 c) 2,0 mol/dm 3 d) 2, mol/dm 3 2. Beräkna vätejonkoncentrationen i en lösning med ph: a) 3,18 d) 13,62 b) 7,20 e) 14,3 c) 10,5 f) -0,15 3. Man har löst 4, mol väteklorid i vatten. Lösningens volym är 175 cm 3. Beräkna lösningens ph-värde. 4. Lösning A är 150 cm 3 0,027 mol/dm 3 saltsyra och lösning B är 350 cm 3 0,0060 mol/dm 3 salpetersyra. Lösningarna blandas och blir då lösning C. Beräkna ph i lösningarna A, B respektive C. 5. Beräkna poh i en lösning där hydroxidjonkoncentrationen är: a) 0,0067 mol/dm 3 b) 2, mol/dm 3 6. Beräkna hydroxidjonkoncentrationen i en lösning med poh; a) 2,40 b) 5,72 c) 12,0 d) 14,2 7. I en lösning är ph = 3,54. Beräkna poh och hydroxidjonkoncentrationen. 8. I en lösning är hydroxidjonkoncentrationen 8, mol/dm 3. Beräkna ph. 9. Ordna följande lösningar efter ökande ph. Lösningen med lägst ph anges alltså först. a) En lösning med ph = 2,80 b) En lösning med poh = 4,45 c) En lösning med [OH - ] = 0,174 mol/dm 3 d) En lösning med [H 3 O + ] = 3, mol/dm I en saltsyralösning är ph = 3,0. Man späder 1,0 cm 3 av lösningen med vatten till 100 cm 3. Vad blir ph i den utspädda lösningen? a) 0,030 b) 1,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 5,0 11. En kalciumhydroxidlösning har ph = 12,30. Man späder 10,0 cm 3 av denna lösning till 100 cm 3. Ange ph i den utspädda lösningen. 12. Man har 150,0 cm 3 bariumhydroxidlösning, som har ph = 12,30. Till denna sätter man 50,0 cm 3 saltsyra med ph = 1,30. Beräkna ph för blandningen. 13. Vilken volym av svavelsyra med koncentrationen 4,0 mol/dm 3 behövs för att neutralisera 20,0 cm 3 natriumhydroxidlösning med koncentrationen 2,0 mol/dm 3? 14. Man löser 1,06 g kristalliserad bariumhydroxid, Ba(OH) 2 8H 2 O, i vatten och späder till volymen 0,600 dm 3. Beräkna lösningens ph.

2 15. En lösning av saltsyra har ph = 2,15. Beräkna den volym natriumhydroxidlösning, 0,100 mol/dm 3, som krävs för neutralisation av 0,40 dm 3 av syran. 16. I ammoniak med koncentrationen 10,1 mol/dm 3 är hydroxidjonkoncentrationen 1, mol/dm 3. Beräkna ph. 17. I saliven är ph 6,8. Beräkna poh, [H + ] och [OH - ]. 18. Man vill framställa 1,00 dm 3 natriumhydroxidlösning med ph = 12,70. Man använder en natriumhydroxidlösning med koncentrationen 0,100 mol/dm 3. a) Beräkna hydroxidjonkoncentrationen i den lösning som ska framställas. b) Vilken volym går åt av den lösning som är 0,100 mol/dm 3? 19. Beräkna den volym natriumhydroxidlösning med koncentrationen 0,15 mol/dm 3 som krävs för att neutralisera 20,0 cm 3 salpetersyra med koncentrationen 0,25 mol/dm Man vill bestämma koncentrationen hos en svavelsyralösning och överför 25,00 cm 3 av syralösningen till en E-kolv samt sätter till några droppar BTB-lösning. Sedan tillsätts natriumhydroxidlösning med koncentrationen 0,1000 mol/dm 3 ur byrett. När 42,30 cm 3 tillsatts, ändrar indikatorn färg. Skriv formeln för reaktionen och beräkna syrans koncentration. 21. En natriumhydroxidlösning har ph-värdet 12,65. Beräkna den volym svavelsyra med koncentrationen 1, mol/dm 3 som går åt för att neutralisera 20,0 cm 3 av hydroxidlösningen. 22. Man gör 0,200 dm 3 av en lösning med ph = 1,40 genom att späda saltsyra med koncentrationen 0,100 mol/dm 3. Hur stor volym av denna syra går åt? 23. Man har 75 cm 3 av en saltsyralösning med ph = 1,60. Till vilken volym ska lösningen spädas för att ph ska bli 2,00? 24. Man löser 0,20 mol natriumhydroxid i vatten så att lösningens volym blir 0,25 dm 3. Beräkna hydroxidjonkoncentrationen. 25. Man löser 2,0 g natriumhydroxid i vatten och späder lösningen till 150 cm 3. Beräkna lösningens ph-värde.

3 Svar och lösningar: 1. a) [H + ] = 0,036 mol/dm 3 ph = -log [0,036] = 1,44 b) [H + ] = mol/dm 3 ph = -log [ ] = 4,70 c) [H + ] = 2,0 mol/dm 3 ph = -log [2,0] = 0,30 d) [H + ] = 2, mol/dm 3 ph = -log [2, ] = 7,63 2. a) ph = 3,18 [H + ] = 10-3,18 = 6, mol/dm 3 b) ph = 7,20 [H + ] = 10-7,20 = 6, mol/dm 3 c) ph = 10,5 [H + ] = 10-10,5 = 3, mol/dm 3 d) ph = 13,62 [H + ] = 10-13,62 = 2, mol/dm 3 e) ph = 4,3 [H + ] = 10-4,3 = 5, mol/dm 3 f) ph = -0,15 [H + ] = 10 0,15 = 1,41 mol/dm 3 3. [H + ] = 4, /0,175 = 2, mol/dm 3 ph = -log [2, ] = 1,59 4. Lösning A: ph = -log [0,027] = 1,57 Lösning B: ph = -log [0,0060] = 2,22 Lösning C: Båda syrorna är enprotoniga n vätejoner för lösning A = 0,027 0,150 = 0,00405 mol n vätejoner för lösning B = 0,0060 0,350 = 0,0021 mol n vätejoner för lösning C = 0, ,0021 = 0,00615 mol [H + ] för lösning C = 0,00615/0,5 = 0,0123 mol/dm 3 ph = -log [0,0123] = 1,91 5. a) poh = -log [0,0067] = 2,17 b) poh = -log [2, ] = 5,60 6. a) poh = 2,40 [OH - ] = 10-2,40 = 3, mol/dm 3 b) poh = 5,72 [OH - ] = 10-5,72 = 1, mol/dm 3 c) poh = 12,0 [OH - ] = 10-12,0 = mol/dm 3 d) poh = 4,2 [OH - ] = 10-4,2 = 6, mol/dm 3 7. ph = 3,54 poh = 14 3,54 = 10,46 [OH - ] = 10-10,46 = 3, mol/dm 3 8. [OH ] = 8, mol/dm 3 poh = -log [8, ] = 2,09 ph = 14 2,09 = 11,91 9. a) En lösning med ph = 2,80 här behöver du inte göra något ytterligare b) En lösning med poh = 4,45 ph = 14 4,45 = 9,55 c) En lösning med [OH ] = 0,174 mol/dm 3 poh = log 0,174 = 0,76 ph = 14 0,76 = 13,24 d) En lösning med [H + ] = 3, mol/dm 3 ph = log 3, = 1,49 Rätt lösning blir därför: d, a, b, c 10. Man späder lösningen 100 gånger (10 2 ), vilket innebär att ph höjs 2 steg. Rätt svar är alltså e). Vätejonkoncentrationen blir lägre. 11. Här späder vi lösningen 10 gånger (10 1 ), vilket innebär att ph minskar till 11,30. Hydroxidjonkoncentrationen blir lägre.

4 12. poh = 14,00-12,30 = 1,70 [OH - ] = 10-1,70 = 0,01995 mol/dm 3 n = C V = 0,1500 0,01995 = 0, mol OH - Saltsyran har ph 1,30, vilket ger [H + ] = 10-1,30 mol/dm 3 = 0,05012 mol/dm 3 n = C V = 0,0500 0,05012 = 0, mol H + Överskottet OH - = 0, , = 4, mol Den totala volymen är V tot = = 200 cm 3 = 0,200 dm 3 C = n/v = 4, / 0,200 = 0, mol/dm 3 poh = -lg [0,002435] = 2,6135 ph = 14,00-2,6135 = 11, H 2 SO 4(aq) + 2NaOH (aq) " 2H 2 O + 2Na 2 + SO 4(aq) n = C V n NaOH = 2, = mol n H2SO4 = 0,5 n NaOH n H2SO4 = 0, = mol V = n/c V H2SO4 = /4,0 = 0,0050 dm 3 = 5 cm Ba(OH) 2 8H 2 O har molmassan 137,3 + 2(16,00 + 1,01) + 8(2 1, ,00) = 315,48 g/mol n Ba(OH) = 1,06/315,48 = 0,00336 mol 2 C = n/v C Ba(OH)2 = 0,00336/0,600 = 0,00560 mol/dm 3 [OH - ] = 2C Ba(OH)2 = 2 0,00560 = 0,0112 mol/dm 3 (varje mol bariumhydroxid ger två mol hydroxidjoner) poh = -log [0,0112] = 1,95 ph = 14 - poh = 14-1,95 = 12, Saltsyra är en stark syra som är fullständigt protolyserad. Vid neutratisation sker följande: H + + OH H 2 O [H + ] = 10 -ph = 10-2,15 = 7, mol/dm 3 n = C V = 7, ,40 = 2, mol = n OH- n OH- = 2, mol V = n/c V OH- = 2, /0,100 = 28, dm 3 = 28 cm [OH - ] = 1, mol/dm 3 poh = -log [1, ] = 2,89 ph = 14-2,89 = 11, poh = 14-6,8 = 7,2 [H + ] = 10 -ph = 10-6,8 = 1, mol/dm 3 [OH - ] = 10 -poh = 10-7,2 = 6, mol/dm ph = 12,70 poh = 14-12,70 = 1,30 [OH - ] = 10 -poh = 10-1,3 = 5, mol/dm 3 I 1 dm 3 skall vi då ha n OH- = 5, mol Vi har en lösning med koncentrationen 0,100 mol/dm 3. För att få önskad substansmängd skall vi mäta upp: C = n/v V = n/c V = 5, /0,100 = 0,501 dm Salpetersyra är en enprotonig syra. Vi börjar med att räkna ut substansmängden H +. = 0,020 0,25 = 0,005 mol = n OH- V NaOH = 0,005/0,15 = 0,0333 dm 3 = 33,3 cm 3

5 20. H 2 SO 4(aq) + 2NaOH (aq) 2H SO Na + Observera att det går åt 2 mol NaOH för att neutralisera en mol H 2 SO 4 Tillsatt substansmängd OH - = 0,1000 0,04230 = 0, mol = 0, mol n H2SO4 = 0, mol C = 0,002115/0,025 = 0,085 mol/dm Ungefär samma uppgift som ovan. ph = 12,65 poh = 14-12,65 = 1,35 [OH - ] = 10 -poh = 10-1,35 = 4, mol/dm 3 n OH- = 4, ,020 = 0, mol I svavelsyra med koncentrationen 1, mol/dm 3 är koncentrationen H + 2, mol/dm 3 V H2SO4 = 0, /2, = 0,045 dm 3 = 45 cm ph = 1,40 [H + ] = 3, mol/dm 3 = 3, ,200 = 7, mol Förrådslösningen innehåller 0,100 mol per dm 3 V H2SO4 = 7, /0,100 = 0,0796 dm 3 = 76,6 cm ph = 1,60 [H + ] = 2, mol/dm 3 = 2, ,075 = 1, mol ph = 2,00 [H + ] = 0,01 mol/dm 3 V = 1, /0,01 = 0,188 dm 3 För att öka ph 0,4 steg måste vi alltså mer än dubbla volymen! 24. C NaOH = [OH - ] = 0,20/0,25 = 0,8 mol/dm M NaOH = = 40 g/mol n NaOH = 2/40 = 0,05 mol C NaOH = [OH - ] = 0,05/0,15 = 0, mol/dm 3 poh = -log 0, = 0,48 ph = 14-0,48 = 13,52