Preliminärprov i kemi, vår 2011 - FACIT 1. Redogör för den kemiska bakgrunden till tre ur följande fem fenomen: a) tvål förstärker tvätteffekten, b)marmorstatyer korroderar utomhus, c)murbruk hårdnar i luften, d)silverföremål får en mörk beläggning i luften, e)äggvitan stelnar vid kokning. (Höst 1996, 1) a) Tvål förstärker tvätteffekten på två sätt: genom att å ena sidan sänka vattnets ytspänning dvs. förbättra dess blötningsförmåga och å andra sidan avlägsna smutsen i små partiklar dvs. dispergera smutsen. Båda beror på tvålets kemiska struktur. Tvål är en natriumsalt till långkjedjade fettsyror. I vatten joniseras salten och då avlägsnas de stora fettsyramolekylerna i vattnet. Vattnets ytspänning beror på starka vätebindningar mellan vattenmolekylerna. T.ex. mellan vatten och tygfibret eller vatten och huden finns det inte nån sådan möjlighet för vätebindningar och pga detta bildas det droppar i stället för att tyget/huden blöts omedelbart. Den anjon som har avlägsnat sig från tvål drar vattenmolekyler till sig med sin negativa laddning samtidigt som den repellerar dem med sin opolära kolvätesvans. Därför rubbas vätebindningarna mellan vattenmolekylerna. I smuts finns det alltid fett och andra i vatten svårlösliga ämnen. Anjonens opolära kolvätesvans vänder sig mot dessa partiklar. Runt partikeln samlas många anjoner och bildar ett skikt, där karboxylgrupperna är utåtriktade och partikelns yttre sida får en negativ laddning. De laddade partiklarna repellerar varandra och drar till sig vattenmolekyler (som är dipoler). Partiklarna sköljs sedan bort med tvättvattnet. I hushållsvatten finns det alltid kalciumjoner (Ca 2+ ), som med tvålanjonen bildar en svårlöslig salt (kalciumtvål). Saltbildningen stör tvättet: partiklarna fastnar på t.ex. fiber och tvättkärlets väggar. b) Marmor är i stort sett kalciumkarbonat, CaCO 3. De sura föreningarna i luften reagerar med karbonatjonen, då koldioxid CO 2 bildas och små gropar uppstår på ytan av marmorstatyn. Groparna samlar vatten, som utvidgar sig med temperaturförändnringar. Statyn eroderar. Regnvatten är naturligt surt pga luftens koldioxid, men trafik, upphettning av bostäder och industrin släpper svaveldioxid SO 2 i luften, vilket försurnar regnvattnet ännu mer. Den naturliga surheten: CO 2 + 2 H 2O H 3O + + HCO 3 (Kolsyra H 2CO 3 bildas i ett mellansteg.) Svaveldioxidens surhet: SO 2 + H 2O H 2SO 3 H 2SO 3 + H 2O H 3O + + HSO 3 (Svavelsyrlighet H 2SO 3 kan även oxideras till svavelsyra H 2SO 4 ) Erosion: CaCO 3 + H 3O + Ca 2+ + CO 2 + OH + H 2O c) Murbruk är en blandning av sand (stort sett SiO 2) och kalciumhydroxid Ca(OH) 2 upplöst i vatten. Luftens koldioxid CO 2, en sur oxid, reagerar med den basiska Ca(OH) 2. CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2O Vid avdunstning av vatten och kristallisering av CaCO 3 bildas en tät massa. d) Silverföremål får en mörk beläggning på grund av oxidation i luften. Fast silver, Ag, är en ädel metall, reagerar den så småningom med luftens svavelföreningar. Silversulfid Ag 2S är svartgrå till färgen. e) Äggvitan innehåller vatten och globulär protein, en protein som består av långa och spiralformade aminosyrakedjor. Vid upphettning rubbas proteinens sekundära struktur och proteinen denatureras. Vätebidningarna, krafterna mellan opolära grupperna och de elektrostatiska krafterna mellan jonerna (dvs. alla de krafter som uppehåller strukturen) inriktar sig om ( suuntautuvat uudelleen ) och vattenmolekylerna binder sig till den nya proteinkedjanätverket. Proteinin koaguleras. Som resultat bildas det en fast massa.
2. Redogör med exempel skillnaden mellan följande begrepp: a)rent ämne och blandning, b)stark och korroderande syra, c)bas och basisk vattenlösning, d)amorft och kristallint ämne, e)galvanisk och elektrolytisk cell, f)isomer och isotop.(höst 1998, 1) svar: a) Ett rent ämne är antingen ett grundämne eller en kemisk förening, t.ex. O 2, H 2O.De flesta av de ämnen som vi dagligen träffar på är blandningar. T.ex. kranvatten är en lösning, luft är en gasblandning och brukmetaller är lejeringar. b) En stark syra (enligt Brønsteds teori) är ett ämne som är fullständigt protolyserat i vattenlösning, t.ex. HCl, HNO 3 och H 2SO 4. En korroderande syra är ett ämne som har en viss kemisk påverkan till t.ex. metaller, glas, skinn etc. En korroderande syra behöver inte vara en stark syra, t.ex. svaga syrorna CH 3COOH och HF är korroderande syror. En korroderande syra kan även vara en syrablandning, t.ex. kungsvatten (saltsyra och salpetersyra). c) En bas (enligt Brønsteds teori) är ett ämne som kan ta emot en proton, t.ex. OH, NH 3, HSO 4 är basiska i vattenlösning. En basisk vattenlösning är en vattenlösning vars ph > 7. I dessa lösningar finns det mer av OH -joner än H 3O + -joner. d) Ett amorft ämne är ett fast ämne utan strukturerad ordning mellan de partiklar som bygger upp ämnet. Bidningarna mellan atomerna har olika längd och styrka. På grund av detta har ett amorft ämne inte någon skarp smältpunkt, utan det så småningom mjuknar vip upphettning (t.ex. glas). De byggnadspartiklarna i ett kristallint ämne (joner, molekyler eller atomer) är i en regelbunden ordning och därför har ämnet en skarp smältpunkt (t.ex. NaCl, metallerna, många organiska föreningar). e) Ett galvaniskt element är en strömkälla där spontana oxidation-reduktion reaktioner skapar elektrisk energi, t.ex. i ett torrbatteri. Ett elektrolytiskt element är ett elektriskt element där elektrisk ström leder till en kemisk reaktion, t.ex. i en elektrolys av NaClsmälta/lösning. f) Isomerer är föreningar som har i sina molekyler (eller komplexjoner) samma atomer men atomerna befinner sig i olika ordning. De har t.ex. samma molekyl- eller jonformel men olika strukturformler. T.ex. CH 3CH 2OH (etanol) och CH 3 O CH 3 (dimetyleter) är varandras isomerer. Isotoper är atomer av samma grundämne med olika massa: de har lika många protoner i sin kärna med olika mängd neutroner. T.ex. väte (1 proton, inga neutroner) ja tung väte vety D (en proton och en neutron). 3. Lustgas, dikvävemonoxid, kan framställas genom att sönderdela ammoniumnitrat i 250 C: NH 4NO 3(s) N 2O(g) + 2 H 2O(g) a) Ammoniumnitrat är en jonsktrukturerad kemisk förening, där kväve förekommer i två olika oxidationstal. Vilka är dessa oxidationstal? Vilka atomer oxideras och vilka reduceras under reaktionen? b) Dikvävemonoxid är en polär och lineär molekyl. Är ordningen mellan atomerna i molekylen NNO eller NON? Motivera ditt svar. c) Beräkna densiteten av dikvävemonoxid NTP. Är gasen tyngre eller lättare än luft?(vår 1996, 3) a) I NH 4 + -jonen är oxidationstalet för N (x): x + 4 (+1) = +1 eli x = 3 I NO 3 -jonen är oxidationstalet för N (y) : y + 3 ( 2) = 1 eli y = +5 I N 2O är oxidationstalet för N (z): 2z + ( 2) = 0 eli z = +1 Oxidationstalen för väte och syre förblir desamma i reaktionen, men talen för båda N-atomerna förändras till +1. Därmed oxideras kväveatomen i ammoniumjonen ( 3 +1, talet ökar) och kväveatomen i nitratjonen reduceras (+5 +1, talet minskar). b) För att N 2O-molekylen är lineär och polär, måste strukturen vara NNO. Strukturen NON är symmetrisk och därmed opolär då den är även lineär och laddningarna tar ut varandra. c) Gasens densitet bestäms med hjälp av molmassan: molmassan delas med idealgasens molvolym. Därför är dikvävemonoxid tyngre än luft, för att luftens genomsnittliga molmassa är mindre än dikvävemonoxidens molmassa: M(luft) = 0,21 32 g/mol + 0,78 28 g/mol = 29 g/mol M(N 2O) = 2 14,01 g/mol + 16,00 g/mol = 44 g/mol. densitet: ρ(n 2O) = 44,02 g/mol : 22,4 dm 3 = 1,96 g/dm 3
4. Betrakta följande reaktionsschema: a) Ange de kemiska formlerna för föreningarna A - G. b) Visa vilka av dessa föreningar kan förekomma i vatten som amfolyter. c) Vilkendera av föreningarna C och D kan agera både som oxidations- och reduktionsmedel? Motivera.(Vår 1998, 4) a) Kemiska formlerna: A = SO 2, B = SO 3, C = H 2SO 4, D = H 2SO 3, E = NaHSO 3, F = Na 2SO 3, G = CaSO 3 b) Natriumvätesulfit NaHSO 3 (egentligen vätesulfitjonen) fungerar som en amfolyt i vattenlösning: NaHSO 3 löses upp: NaHSO 3 Na + + HSO 3 HSO 3 som en syra: HSO 3 + H 2O H 3O + + SO 3 2 HSO 3 som en bas: HSO 3 + H 2O OH + H 2SO 3 På liknande sätt kan svavelsyrlighetens H 2SO 3 vätesulfitjon vara en amfolyt i vattenlösning. Även svavelsyrans vätesulfatjon HSO 4 gör detta. Det väsentliga är att en amfolyt kan både avge och motta en vätejon (proton). c) I svavelsyra H 2SO 4 har svavel sitt högsta möjliga oxidationstillstånd +6, därmed kan den inte agera som ett reduktionsmedel. I svavelsyrlighet H 2SO 3 oxidationstalet av svavel är +4, dvs. både oxidation (reduktionsmedel) och reduktion (oxidationsmedel) är möjliga. 5. Vid ytvattenanalys reducerades vattnets nitratjoner till ammoniak i alkaliska förhållanden med hjälp av zinkmetall.vid redox-reaktionen bildades samtidigt komplexjonen tetrahydroxozinkat, [Zn(OH) 4] 2-. a) Skriv den balanserade reaktionslikheten. b) Den ursprungliga nitratjonkoncentrationen bestämdes genom attkomplexometriskt titrera den filtrerade, basiskaslutproduktlösningen med en 0,010 M lösning av etylendiamintetraetansyra (EDTA): Zn 2+ + EDTA 4- ZnEDTA 2- Vid ekvivalenspunkten ändrades färgen av den komplexometriska indikatorn Eriokrom svart T från röd till blå. Beräkna den urpsrungliga nitratjonhalten då15,7 ml av EDTA (aq) gick åt vid titrering av 20,0 ml av analyten. c) Nitrater används mycket i gödselindustrin. Förklara kort anledningen till detta. a) ox. Zn (s) Zn 2+ (aq) + 2 e - red. 8 e - + 9 H + (aq) + NO - 3 (aq) NH 3 (aq) + 3 H 2O (l) alltså: 4 Zn (s) 4 Zn 2+ (aq) + 8 e - 8 e - + 9 H + (aq) + NO - 3 (aq) NH 3 (aq) + 3 H 2O (l) sammanlagt: 4 Zn (s) + 9 H + (aq) + NO 3 - (aq) 4 Zn 2+ (aq) + NH 3 (aq) + 3 H 2O (l) men lösningen är alkalisk: 9 OH - (aq) + 4 Zn (s) + 9 H + (aq) + NO 3 - (aq) 4 Zn 2+ (aq) + NH 3 (aq) + 3 H 2O (l) + 9 OH - (aq) det slutliga svaret: 6 H 2O (l) + 4 Zn (s) + NO 3 - (aq) 4 Zn 2+ (aq) + NH 3 (aq) + 9 OH - (aq)
b) n NO 3 = 1 4 n Zn2+ = 1 4 n EDTA = 1 4 0,010M 0,0157 l = 3,925 10 5 mol c NO 3 = n V = 3,925 10 5 mol 0,020 l = 0,0019625 M 0, 0020 M c) Nitrater är lättlösliga i vatten (även tungmetallernas nitrater, t.ex. AgNO 3, som för sig naturligtvis används inte om gödsel) så växter tar lätt upp dessa salter med sina rötter. Nitrater innehåller även kväve, ett viktigt näringsämne för växtlivet. 6. En viss aminosyra innehåller 36,1 mass-% kol; 5,3 mass-% väte; 10,5 mass-% kväve och resten syre.föreningens molmassa uppskattas mellan 129 och 135 g/mol. a) Bestäm föreningens empiriska formel samt molekylformel. b) Ange de möjliga strukturformlerna för föreningen, då den innehåller två karboxylgrupper. c) Vilka av dessa strukturer är möjliga, då ämnet är även optiskt aktivt?(vår 1996, 5) a) Vi beräknar först förhållandet mellan substansmängderna med hjälp av den procentuella sammansättningen. Vi antar att vi har 100 g av aminosyran. n = m : M grundämne procentuell del m (g) M (g/mol) n (mol) C 36,1 % 36,1 12,01 3,0 H 5,3 % 5,3 1,008 5,3 N 10,5 % 10,5 14,01 0,75 O 48,1 % 48,1 16,00 3,0 Förhållandet C : H : N : O = 3,0 : 5,3 : 0,75 : 3,0 Förenklas genom att dividera med 0,75 = 4 : 7 : 1 : 4 Empirisk formel (C 4H 7NO 4) k Med k = 1, M(C 4H 7NO 4) = 133 g/mol, stämmer med värdet givet (129 135 g/mol) Molekylformel C 4H 7NO 4 b) De möjliga strukturformlerna: c) Den till vänster är en optiskt aktiv förening. Den asymmetriska kolatomen är markerat med en asterix. 7. Figuren nedan avbildar DNAs struktur. a)av vilka delar uppbyggs den enstaka DNA-kedjan? b) Hur binds de olika kedjorna till en dubbelspiral? c) Hur skiljersigdna strukturellt sett från RNA?(Höst 1996, 6)
a) DNA (deoxiribonukleinsyra) består av nukleotider. I en nukleotid är en heterocyklisk bas, doexiribos och en fosfatgrupp bundna ihop. DNA A fosfatgrupp B deoxiribos C en av fyra baser A, B och C bygger tillsammans upp en nukleotid. Vätebindningarna är ritade med en punktlinje ( pisteviiva ) med en grön linje under. b) Baserna i kedjorna lägger sig kohdakkain och mellan dem bildas det vätebindningar. Vätebindningarna består mellan syran i karbonylgruppen, N-, NH- eller NH 2 -grupper (se bilden). Storleken och formen av basgrupperna (läget där de funktionella grupperna befinner sig) tvingar kjedjorna att bilda en spiral. c) DNA och RNA består båda av nukleotider. Det finns fyra typer av nukleotider i båda föreningar. I DNA är adenin, cytosin, guanin och tymin baserna, i RNA adenin, cytosin, guanin och uracil. I RNA är kolhydratgruppen ribos då i DNA är den deoxiribos. 8. Myrsyra, HCOOH, är en svag envärdig syra, vars syrakonstant vid temperaturen 25 C ärk a= 1,6 10 4 mol/l. Bestäm koncentrationen på alla de i lösningen förekommande jonerna, då 1,5 10 3 mol myrsyra upplöstes i vattenså att det bildades 1,0 liter av lösningen. Vilken salt bör tillsättas i lösningen för att det ska bildas en buffertlösning? (Höst 1999, 6) Protolysreaktionen av myrsyra: HCOOH + H 2O HCOO + H 3O + HCOOH 1,5 10 3 c c i jämvikt enhet 1,5 10 3 x mol/l HCOO 0 x mol/l H 3O + 0 x mol/l K a = 1,6 10 4 mol/l K w = [H 3O + ][OH ] = 1,00 10 14 (mol/l) 2 K a = x 2 : (1,5 10 3 x) = 1,6 10 4 x = 4,16 10 4 Utöver formiat (metanoat)- och oxoniumjonerna finns det även väldigt små mängder av hydroxidjoner, vars koncentration beräknas med hjälp av vattnets jonprodukt. K w = [H 3O + ][OH ] = 4,16 10 4 [OH ] = 1,00 10 14 (enheterna har här lämnats bort för enkelhetens skull) [OH ] = 2,4 10 11 mol/l [HCOO ] = 4,2 10 4 mol/l [H 3O + ] = 4,2 10 4 mol/l [OH ] = 2,4 10 11 mol/l Lösningen blir en buffertlösning då man tillsätter myrsyrans basiska salt, t.ex. HCOONa eller HCOOK. (Då NaOH och KOH också är salter, kan man tillsätta någondera i sådana mängder att ungefär hälften av myrsyran neutraliseras. Det här gör man dock sällan då man tillverkar en buffertlösning.)
9. Vad menas med a)lösligheten av magnesiumhydroxid i vatten, b) löslighetsprodukten av magnesiumhydroxid? c) Beskriv någon metod med vilken du kan experimentellt bestämma värdet på löslighetsprodukten av magnesiumhydroxid.(vår 2003, 7) a) Med lösligheten av magnesiumhydroxid Mg(OH) 2 menas den mängd (massa) magnesiumhydroxid som utgör en mättad lösning. Lösligheten uttrycks med enheten g/ eller g/dm 3. Lösligheten beror på temperaturen. b) Löslighetsprodukten av magnesiumhydroxid är [Mg 2+ ] [OH ] 2 = 1,1 10 11 (mol/l) 3. Löslighetsprodukten är en jämviktskonstant för upplösningsreaktionen (fasjämvikten = den heterogena jämvikten). [Mg 2+ ] och [OH ] är koncentrationerna av jonerna i en mättad lösning. Det (låga!) värdet av löslighetsprodukten berättar att magnesiumhydroxid är en svårlöslig förening i vatten. c) Man tillverkar först en mättad lösning av Mg(OH) 2 genom att lösa upp föreningen i hett vatten och att sedan låta lösningen svalna till rumstemperatur. I en mättad lösning finns det en fast fas i botten. Sedan filtrerar man lösningen och tar små prov av den. Koncentrationen av Mg 2+ kan bestämmas spektrofotometriskt (man gör en Mg-komplex med en stark färg). I en syr-bastitrering (OH - med en syra) skulle förbrukningen av syran bli för liten för pålitliga resultat. 10. Vid en organisk syntes producerades en blandning som bestod mestadels av den önskade produkten isobutylklorid (kp. 69 C). Blandningen innehöll även utgångsämnet isobutanol (kp. 108 C) och det använda lösningsmedlet eter (kp. 35 C). Isobutylklorid separerades från blandningen genom destillering. a)rita destilleringsapparaturen med hjälp av instrumenten nedan. b)beskriv förloppet av destillationen. (Vår 2001, 7) a) I en destilleringsapparatur behövs det en kolv 1 med en destilleringsdel 5. Till den fästs en kylare 4 (Liebig-kylare) och en termometer 3. Till kylaren fästs en till destilleringsdel 8 och en till kolv 2 eller en e-flaska 7 för insamlingen av destillaten. Apparaturen får inte vara helt sluten: i del 8 finns det en lufthåle. Till uppvärmningen behövs det även ett bad eller två olika bad (inte öppet eld, och ett elektriskt bad är inte rekommenderat för destillering av eter). I den blandning som ska destilleras tillsätts några kokstenar. Destillaten bör befinna sig ett bad som kylar ner för att minimera industningen. b) Först kokar eter. Då den destilleras visar termometern 35 C. Då isobutylklorid destilleras är temperaturen 69 C. Det som destilleras under denna temperatur är alltså orenheter eller lösningsmedlet. Då temperaturen har jämnat sig till 69 C, byts ut insamlingskolven till en ny. Under destilleringen finns det både ånga och vätska i destilleringsdelen (5). Vätskan rinner ner tillbaka till kolven med hjälp av ytan av termometern och destilleringsdelen. Insamlingskolven byts ut en gång till då temperaturen börjar stiga över 69 C. Destillationen avslutas då det fortfarande finns litet kvar av den blandning som destilleras och då temperaturen börjar öka återigen. Under hela destilleringen bör man se till att blandningen kokar jämnt och måttligt.
11. + Katalys och katalysatorer. På vilka faktorer baserar sig katalysatorernas verksamhet? Betrakta någon katalysator som används vid industrin samt en som befinner sig i naturen. (Höst 1996, 8+) I katalys blir reaktionen snabbare på grund av sänkning av aktiveringsenergin. På grund av katalyten blir reaktionsmekanismen en annan än utan katalyt. Katalyten deltar i reaktionen med förbrukas inte. A + K A K A K + B AB + K A K är en så kallad övergångskomplex Industriellt sett är katalyterna viktiga, för att de sänker den sammanlagda energiförbrukningen i processen och förminskar mängden biprodukter. Katalyter är selektiva: de föredrar enbart en reaktion (både den fortskridande och reversibla reaktionen) över många. Katalysen kan vara hetero- eller homogen, beroende på det om katalyten är i samma eller olika fas med reaktanterna. Exempel Tillverkning av svavelsyra med V 2O 5 Syntetisk gummi med en Ziegler-Natta-katalyt Hydrering av fetter med ädelmetallkatalyter Rening av avgaser Enzymer, livsmedel, tvättmedel och mediciner Enzymerna i en levande cell Ozon till syre, katalyten ClO 12. + Följande titreringskurva producerades vid neutralisation av 25,0 ml av en vattenlösning av en envärd syra med 0,10 M NaOH (aq). a)vilken var syrans koncentration i den ursprungliga lösningen?b)titreringens ekvivalenspunkt bestämdes med både ph-mätningaroch en syr-basindikator. Vad grundar sig syr-basindikatorernas verksamhet på och vilka faktorer bör man ta hänsyn till vid valet av indikator?c)bestäm värdet på syrans syrakonstant. d)den använda ph-mätaren kalibrerades med en lösning vars ph är 4,74. Lösningen tillverkades genom att tillsätta 0,10 M NaOH-lösning till 20,0 ml 0,10 M ättiksyra (K a = 1,8 10 5 mol/l). Hur mycket behövdes av den alkaliska lösningen?(vår 1997, 8+) a) Den experimentella ekvivalenspunkten = medelpunkten av trappan. Denna kan sökas genom att rita parallella tangenter till trappan och rita en normal till dem så att de triangelformade områden blir lika stora. Notera att ph = 8,3. Från ekvivalenspunkten bestäms förbrukningen av NaOH V(NaOH) = 5,5 ml. För att det handlar om en envärd syra, är substansmängden av syran och basen i ekvivalenspunkten densamma. n = cv : c(syra) = c(naoh) V(NaOH) : V(syra) = 0,10 M 5,5 ml : 25 ml = 0,022 M b) Syr-basindikatorer är svaga syror eller baser, vars syraform och basform (anjon) har olika färg. Vid val av indikatorn ser man till att ekvivalenspunktens ph är inom området där indikatorn byter färg. Ekvivalenspunkten ska befinna sig ungefär i mitten av färgbytet. Det är viktigt att färgbytet är tydligt. Därför är t.ex. fenolftalein en bra indikator, för att dess syraform är färglös och basform starkt röd.
Fenolftaleinens färgbyte sker i ph-området 8,3-10. Föreningen passar även till titreringar där en stark syra titreras med en stark bas, även om färgbytet inte sker vid ph = 7. Detta för att färgförändringen är tydlig och titreringen avslutas omedelbart då en ljusröd färg är synlig. Fenolftalein passar till titrering av en svag syra, för att ekvivalenspunktens ph är då alltig högre än 7. Vid titrering av en svag bas med en stark syra måste man använda en indikator som byter färg vid lägre ph-värden, t.ex. metylröd eller bromtymolblå. c) Svar 1,6 10 5 mol/l (pk a = ph = 4,8) Noggrannheten beror på hur man avläser kurvan (ph = 4,9, K a = 1,3 10 5 mol/l, MAOL: K a = 2,0 10 5 mol/l, vilket motsvarar ph = 4,7). Då ekvivalenspunkten har bestämts delas förbrukningen med 2 och det motsvarande ph-värdet avläses från kurvan. Detta ph är detsamma som syrans pk a, för att vid detta läge i titreringen har halva syran neutraliserats. Koncentrationen av syran och dess korresponderande bas är lika stora. Vid titrering av en svag syra med en stark bas bildas en buffertlösning, där ph = pk a+ log ([salt]/[syra]). Mer teoretisk motivering: Protolysreaktionen av en envärd syra: HA + H 2O H 3O + + A syrakonstanten K a = [H 3O + ] [A ] : [HA] Då [A ] = [HA], så är K a = [H 3O + ]. Då är pk a = ph Man hittar punkten på kurvan där [A ] = [HA] och dess motsvarande ph-värde: V(NaOH) = 2,75 och ph = 2,8 = pk a K a = 10 4,8 = 1,6 10 5 (mol/l) d) 10,0 ml (eller 9,9 ml) Alternativ 1: Då ättiksyra är en envärdig (monoprotisk) svag syra, får man: ph = 4,74 dvs. [H 3O + ] = 10 4,74 = K a(ättiksyra)= 1,8 10 5 = 10 4,74 [A ] : [HA] 1,8 10 5 = 10 4,74, därmed [A ] : [HA] = 1 dvs.[a ] = [HA] Det fanns ursprungligen 20,0 ml av syran med c = 0,10 M. För fullständig neutralisering behövs det 20,0 ml av 0,10 M NaOH. Det tillsattes hälften av denna mängd dvs. 10,0 ml. Alternativ 2: V(HA) = 20,0 ml ja c(ha) = 0,10 M V (NaOH) = x ja c(naoh) = = 0,10 M ph = 4,74 Den sammanlagda volymen betecknas med V ml. Efter bastillsatsen: [H 3O + ] = 10 4,74 mol/l n(naoh) = 0,10 x och c(naoh) = 0,10 x : V mol/l n(ha) = (20,0 0,10 0,10 x) mmol [HA] = 20,0 0,10 0,10 x : V M K a(ättiksyra) = (10 4,74 0,10 x : V) : (0,0020 0,10x) : V mol/l = 1,8 10 5 mol/l Lösning: x = l0 2 l = 10,0 ml eller 0,009945 l = 9,9 ml (beror på hur du använder närmevärden)