Zadatak iz pufera

Nikola Srdic's picture

Izračunati koncentraciju hidroksidnih jona u rastvoru koji nastaje mešanjem 300ml rastvora amonijaka c=0,28mol/l i 200ml rastvora hlorovodonične kiseline c=0,16mol/l. Konstanta disocijacije Kb je 1.8*10 na minus peti.

Predrag Milosevic's picture

Ovde odmah vidimo da ce na kraju zapremina rastvora da bude 500cm3 (pomesali smo 300cm3 i 200cm3) , i treba da imamo na umu da nas interesuje "koncentracija"... tj koliko necega ima (u ovom slucaju OH- jona) u 1000cm3...ali prvo da izracunamo broj molova NH4OH u tih 500cm3

Nasa reakcija ide...

NH4OH  + HCl ------>  NH4Cl    +    H2O

Koliko mi imamo molova NH4OH i HCl pre pocetka reakcije?

Za NH4OH imamo 300*0.28/1000 = 0.084 mola NH4OH

Za HCl imamo 200*0.16/1000 = 0.032 mola HCl

Kad to izreaguje ostace u visku 0.052 mola NH4OH (tj  ....0.084 - 0.032) i ta kolicina se nalazi u 500cm3, a kada bi imali 1000cm3 takvog rastvora onda bi NH4OH bilo duplo vise tj 0.104 mola

Znaci nasa koncentracija NH4OH je  0.104 mol/dm3

Sad da vidimo koliko ce biti OH- jona u takvom rastvoru jer ce NH4OH disosovati.

Koristimo izraz za konstantu disocijacije ....

NH4OH ------->  NH4+    +   OH-

Kb = [NH4+]*[OH-]/[NH4OH]

ili matematicki...

1.8*10^(-5) = x*x / 0.104-x

U ovom izrazu 0.104 -x   mogli bi da zanemarimo x jer je veoma malo

znaci racunamo...

1.8*10^(-5) * 0.104 = x*x

x=0.00137 mol/dm3    i  to je resenje

Nikola Srdic's picture

Nisam dobio isto resenje kao vi. Isto sam izracunao n=0,084 i n=0,032, ali sam to ubacio u rekaciju.

NH3 + HCL -----> NH4CL

Iz nje sam dobio da je n od NH4Cl 0,032 mola, a NH3 kada izreaguje ostaje 0,052 mola. Ove vrednosti sam ubacio u formulu za izracunavanje Kb

Kb = n(soli)*[OH-]/n(baze)

[OH-]=Kb*n(baze)/n(soli)

[OH-]=1.8*10^(-5)*0,052/0,032

[OH-]=2,925×10^(-5) mol/l

Nama je profesorka objasnila da se ovako rade zadaci ovog tipa, ali meni to nije bilo najjasnije jer u prvoj reakciji se uopste ne izdvaja OH. Ako biste mogli da pojasnite gde je greska ovde bilo bi sjajno! Hvala unapred.

 

Nikola Srdic's picture

Mozda je razlika u tome sto je data zapremina i koncentracija amonijaka, a ne NH4OH? Sem toga nista mi ne pada na pamet.

Predrag Milosevic's picture

Da, u pravu si....izvinjavam se...ispustio sam iz vida da je NH4+  jos uvek tu u oliku soli NH4Cl. Taj NH4Cl u vodi nije nikad takav nego je potpuno disosovan na NH4+ i Cl-

Postavimo pitanje sta je Kb.

Kb je konstanta discijacije baze i reakcija je sledeca...

NH3  +  H2O   --------->  NH4+  +  Cl-

napisemo K za ovu reakciju

K= [NH4+] * [Cl-] / [NH3]*[H2O]

kako je [H2O] konstanta....nemoj zaboraviti da posmatramo 1dm3 rastvora tj malo NH3 i ogromnu kolicinu vode (55.35 mola vode)...ta kolicina vode ide na drugu stranu jer je konstanta pa sa K cini Kb...znaci to su konstante...nama su dali Kb i taj Kb je

Kb = [NH4+] * [OH-] / [NH3]

takodje sve velicine u ovim zagradama su koncentracija u mol/dm3 i nemoj zaboraviti da su nasi molovi NH3 i NH4Cl u svega 500cm3...pa da bi imali koncentracije kako treba njih treba pomnoziti sa dva. Znaci, koncentracija amonijaka ako se izrazava kao mol/dm3 je 0104 mol/dm3 , a NH4Cl ili bolje reci NH4+ je ona od nase soli tj 0.064 mol/dm3 (kad 0.032 pomnozimo sa 2)

[OH-] = 1.8*10^(-5) * 0.104 / 0.064 

[OH-] = 2.92 *10^(-5) mol/dm3

Ti si dobio isti rezultat jer se ono nase mnozenje sa 2 dogodilo i gde je brojilac i gde je imenilac...ali Kb (ili kod kiselina Ka) uvek se racuna kad se uvrste koncentracije...a one su u molovima po litru, a ne molovima po 500cm3...

Ti uradi kako kazu u skoli...ja licno nisam ljubitelj formula...jer hemija nije samo ubacivanje podataka u neku formulu...

 

Predrag Milosevic's picture

Jos jedna ispravka...gore reakcija na kojoj se bazira Kb treba da bude 

NH3  + H2O   ------->  NH4+   +  OH-

K= [NH4+] *[OH-] / [NH3]*[H2O]

ali posto je [H2O] konstanta (1dm3 vode vise od 55 mola vode) to prebacujemo na levu stranu pa je 

Kb = [NH4+] * [OH-] / [NH3]

 

Predrag Milosevic's picture

Da dodam jos nesto u vezi reakcija....

Mi pisemo reakcije na nacin da one sto bolje predstavljaju sta se stvarno desava..

U reakciji...

NH3 + HCl -------> NH4Cl

to izgleda kao da se sve desava u gasnoj fazi...vode nigde nema, a znamo da jse sve desava u vodi...mnogo realnija reakcija je ...

NH3 + H+  + Cl-  ----->  NH4+   Cl-

Drugim recima HCl u vodi uopste nije kao HCl nego kao H+  i Cl-  ...(ili jos tacnije  H+ je uvek sa vodom kao H3O+)

Takodje NH4Cl u vodi je kao NH4+   i Cl-

Ako nam neko da Kb vrednost...prvo sto moramo da razmislimo sta ta Kb predstavlja...i od toga idemo dalje...

 

Nikola Srdic's picture

Sada mi je dosta jasniji postupak rada, onako kako je profesorka objasnila mi je bilo vrlo zbunjujuce! Hvala Vam puno!

Nikola Srdic's picture

Imam jos jedan zadatak koji me zbunjuje: Na raspolaganju imamo 100ml rastvora KOH koncentracije 0,1mol/l . Koliko je potrebno odmeriti ml rastvora azotaste kiseline c=0,1mol/l, za pravljenje puferskog rastvora. Ka=1,8*10^(-5)

Predrag Milosevic's picture

U ovom zadatku vidimo da ako pomesamo KOH i HNO2 dobijemo KNO2 (ili tacnije u rastvoru NO2- jone), koji nam trebaju za pufer.

Ovede niko nije rekao koji pH pufera nego samo da imamo 100ml KOH c=0.1mol/dm3, tako da imamo slobodu rada.

Najbolji pufer je onaj koji ima jednaku koncentraciju HNO2 (kiselina) i NO2- (so)

Reakcija je...kad pomesamo kiselinu i bazu

HNO2 + KOH -------> KNO2 + H2O

Koncentracija i HNO2 i KOH je c=0.1mol/dm3

Prosta logika kaze da ako bi uzeli jednake kolicine kiseline i baze (znaci 100ml kiseline)...kiselina bi se sva neutralisala i imali bi samo so (KNO2). Nama treba da na kraju imamo jednaku kolicinu i soli i kiseline.

Znaci, moramo uzeti duplo vise kiseline nego sto imamo KOH....jedna polovina ce se potrositi na neutralizaciju KOH i pravljenje soli, a druga polovina ce ostati kao kiselina, sto nama i treba.

Uzecemo 200ml kiseline.

Na kraju cemo imati 300ml pufera...(200ml kiseline i 100ml KOH)...100ml kiseline ce se potrositi na pravljenje soli, adruga polovina ce biti neizreagovana kiselina.

Uzgred receno...Ka koji je ponudjen u zadatku je pogresan....Ka za HNO2 je 5.6*10^(-4) ali to nije ni bitno jer nam ne treba za zadatak

Nikola Srdic's picture

Sada mi zadatak ima smisla posle Vaseg objasnjenja. Hvala Vam puno na pomoci!