SYROR OCH BASER – LÖSNINGAR OCH KOMMENTARER
SYROR OCH BASER – LÖSNINGAR OCH KOMMENTARER
Gröna frågor – enklare
Blå frågor – något knepigare
Röda frågor – här får du tänka till lite extra
Observera att decimalerna kan skilja sig för molmassorna beroende på vilket periodiskt system du använder.
1. Vilket pH har en lösning med [H+] = 2,36 •10-4 mol/dm3?
pH = -log [H+] = -log 2,36 •10-4 = 3,63
2. Hur stor är koncentrationen H+ i en lösning med pH 6,91?
[H+] = 10-pH = 10-6.91 = 1,23 •10-7 mol/dm3
3. Hur stor är koncentrationen OH- i en lösning med pH 10,23?
OH = 14 - 10,23 = 3,77 ⇒ [OH-] = 10-pOH = 10-3,77 = 1,70 •10-4 mol/dm3
4. Vad är [OH-] för en vattenlösning med pH 10,46?
pOH = 14 -pH = 14 - 10,46 = 3,54
[OH-] = 10-3,54 = 2,88 •10-4 mol/dm3
5. En kalciumhydroxidlösning har pH = 11,95. Man späder 10,0 cm3 av denna lösning till 100 cm3. Ange pH i den utspädda
lösningen.
pOH = 14 – 11,95 = 2,05 ⇒ [OH-] = 10-2,05 = 8,91 •10-3 mol/dm3
⇒ nhydroxidjoner = 8,91 •10-3 · 0,01 = 8,91 •10-5 mol
⇒ Nytt [OH-] = 8,91 •10-5/0,1 = 8,91 •10-4 mol/dm3
⇒ Nytt pOH = –log 8,91 •10-4 = 3,05 ⇒ pH = 10,95
Detta problem kan också lösas med huvudräkning: Om vi förändrar koncentrationen i en lösning 10 gånger ändras pH med
ett steg – tänk logaritmiskt!
6. 25,0 dm3 saltsyra förbrukade vid titrering 43,3 cm3 0,100 mol/dm3 natriumhydroxid. Beräkna syrans koncentration.
HCl(aq) + NaOH(aq) → Na+ + Cl- + H2O Molförhållandet är 1:1
VNaOH = 43,3 cm3 = 0,0433 dm3
cNaOH = 0,100 mol/dm3
⇒ nNaOH = 0,0433 • 0,100 = 4,32 •10-3 mol = nHCl
VHCl = 25,0 cm3 = 0,0250 dm3
⇒ cNaOH = 4,32 •10-3/0,0250 = 0,173 mol/dm3
7. Man löser 1,06 g kristalliserad bariumhydroxid vi vatten och späder till volymen 0,600 dm3. Beräkna lösningens pH.
Formeln för kristalliserad bariumhydroxid är Ba(OH)2 • 8H2O. Detta ger molmassan:
137,3 + 2(16,0 + 1,01) + 8(2 • 1,01 + 16,0) = 315,48 g/mol
Substansmängden kristalliserad bariumhydroxid blir då: 1,06/315,48 = 0,00336 mol
När vi löser detta i 0,600 dm3 vatten blir koncentrationen: 0,00336/0,600 = 0,00560 mol/dm3
Observera nu att detta är koncentrationen för Ba(OH)2 • 8H2O. Koncentrationen för OH- blir dubbelt så stor eftersom det finns två
mol hydroxidjoner i varje mol Ba(OH)2 • 8H2O.
⇒ [OH-] = 2 • 0,00560 = 0,0112 mol/dm3. ⇒ pOH = -log 0,0112 = 1,9507 ⇒ pH = 14 - 1,9507 = 12,049 ⇒ pH =12.0
8. Det är städdag i kemilabbet och gamla slattar av syror och baser hälls i en 25-liters plastdunk. Du finner flaskor med
sammanlagt 345 cm3 natriumhydroxidlösning vars koncentration är 1,00 mol/dm3 och 403 cm3 saltsyra vars
koncentration är 0,400 mol/dm3. Detta innehåll häller du i plastdunken och fyller på med vatten tills dunken är full.
Beräkna pH i blandningen i dunken.
HCl(aq) + NaOH(aq) → Na+ + Cl- + H2O Molförhållandet är 1:1
VHCl = 403 cm3 = 0,403 dm3 VNaOH = 345 cm3 = 0,345 dm3
cHCl = 0,400 mol/dm3 cNaOH = 1,00 mol/dm3
⇒ nH+ = 0,403 • 0,400 = 0,1612 mol ⇒ nOH- = 0,345 • 1,00 = 0,345 mol
Det sker en neutralisering av all saltsyra men det finns ett överskott av natriumhydroxid
⇒ nOH- - nH+ = 0,345 - 0,1612 = 0,1838 mol/dm3
⇒ cOH- = 0,1838/25 = 0,007352 mol/dm3 ⇒ pOH = -log 0,007352 = 2,13359 ⇒ pH = 14 - 2,13359 = 11,86640 ⇒ pH blir 11,87
9. Lika volymer 0,50 mol/dm3 bariumhydroxid och 0,40 mol/dm3 saltsyra får reagera. Bestäm koncentrationen hos alla de
joner som finns i lösningen efter reaktionen.
Här måste vi börja med ett antagande: Vi sätter volymerna till 0,5 dm3 (det går givetvis att välja vilken volym som helst). Totala
volymen blir då 1,00 dm3.
Ba(OH)2(aq) + 2HCl(aq)(aq) → Ba2+ + 2Cl- + 2H2O Molförhållandet är 1:2
nBariumhydroxid = cBariumhydroxid • VBariumhydroxid = 0,050 0,5 = 0,025 mol ⇒ nOH- = 2 • 0,025 = 0,05 mol
nSaltsyra = cSaltsyra • VSaltsyra = 0,040 0,5 = 0,020 mol ⇒ nH+ = 0,020 mol
Vi ser att det finns fler hydroxidjoner än vätejoner, så efter neutralisering av saltsyran återstår det:
nOH- = 0,05 - 0,020 = 0,030 mol
Koncentrationerna av de kvarvarande jonslagen i lösningen blir nu:
cBa2+ = cBa2+ /Vtot = 0,025/1 = 0,025 mol/dm3
cCl- = cCl- /Vtot = 0,020/1 = 0,020 mol/dm3
cOH- = cOH- /Vtot = 0,030/1 = 0,030 mol/dm3
Detta är egentligen inga svåra beräkningar, men man måste ha koll på vad man gör.
Lär dig att hitta lösningstrategin för de olika typerna av uppgifter – läs frågan, identifiera vad du ska ta reda på, sortera upp vad du vet och gör en plan för du hur ska komma dit du måste! Börja alltid med en balanserad formel om grunden för frågan är en reaktion. Se också till att du skriver upp dina beräkningar i en logisk följd så att de går att följa enligt den "mall" du ser ovan. Men kanske viktigast av allt – värdera rimligheten i dina svar.
Gröna frågor – enklare
Blå frågor – något knepigare
Röda frågor – här får du tänka till lite extra
Observera att decimalerna kan skilja sig för molmassorna beroende på vilket periodiskt system du använder.
1. Vilket pH har en lösning med [H+] = 2,36 •10-4 mol/dm3?
pH = -log [H+] = -log 2,36 •10-4 = 3,63
2. Hur stor är koncentrationen H+ i en lösning med pH 6,91?
[H+] = 10-pH = 10-6.91 = 1,23 •10-7 mol/dm3
3. Hur stor är koncentrationen OH- i en lösning med pH 10,23?
OH = 14 - 10,23 = 3,77 ⇒ [OH-] = 10-pOH = 10-3,77 = 1,70 •10-4 mol/dm3
4. Vad är [OH-] för en vattenlösning med pH 10,46?
pOH = 14 -pH = 14 - 10,46 = 3,54
[OH-] = 10-3,54 = 2,88 •10-4 mol/dm3
5. En kalciumhydroxidlösning har pH = 11,95. Man späder 10,0 cm3 av denna lösning till 100 cm3. Ange pH i den utspädda
lösningen.
pOH = 14 – 11,95 = 2,05 ⇒ [OH-] = 10-2,05 = 8,91 •10-3 mol/dm3
⇒ nhydroxidjoner = 8,91 •10-3 · 0,01 = 8,91 •10-5 mol
⇒ Nytt [OH-] = 8,91 •10-5/0,1 = 8,91 •10-4 mol/dm3
⇒ Nytt pOH = –log 8,91 •10-4 = 3,05 ⇒ pH = 10,95
Detta problem kan också lösas med huvudräkning: Om vi förändrar koncentrationen i en lösning 10 gånger ändras pH med
ett steg – tänk logaritmiskt!
6. 25,0 dm3 saltsyra förbrukade vid titrering 43,3 cm3 0,100 mol/dm3 natriumhydroxid. Beräkna syrans koncentration.
HCl(aq) + NaOH(aq) → Na+ + Cl- + H2O Molförhållandet är 1:1
VNaOH = 43,3 cm3 = 0,0433 dm3
cNaOH = 0,100 mol/dm3
⇒ nNaOH = 0,0433 • 0,100 = 4,32 •10-3 mol = nHCl
VHCl = 25,0 cm3 = 0,0250 dm3
⇒ cNaOH = 4,32 •10-3/0,0250 = 0,173 mol/dm3
7. Man löser 1,06 g kristalliserad bariumhydroxid vi vatten och späder till volymen 0,600 dm3. Beräkna lösningens pH.
Formeln för kristalliserad bariumhydroxid är Ba(OH)2 • 8H2O. Detta ger molmassan:
137,3 + 2(16,0 + 1,01) + 8(2 • 1,01 + 16,0) = 315,48 g/mol
Substansmängden kristalliserad bariumhydroxid blir då: 1,06/315,48 = 0,00336 mol
När vi löser detta i 0,600 dm3 vatten blir koncentrationen: 0,00336/0,600 = 0,00560 mol/dm3
Observera nu att detta är koncentrationen för Ba(OH)2 • 8H2O. Koncentrationen för OH- blir dubbelt så stor eftersom det finns två
mol hydroxidjoner i varje mol Ba(OH)2 • 8H2O.
⇒ [OH-] = 2 • 0,00560 = 0,0112 mol/dm3. ⇒ pOH = -log 0,0112 = 1,9507 ⇒ pH = 14 - 1,9507 = 12,049 ⇒ pH =12.0
8. Det är städdag i kemilabbet och gamla slattar av syror och baser hälls i en 25-liters plastdunk. Du finner flaskor med
sammanlagt 345 cm3 natriumhydroxidlösning vars koncentration är 1,00 mol/dm3 och 403 cm3 saltsyra vars
koncentration är 0,400 mol/dm3. Detta innehåll häller du i plastdunken och fyller på med vatten tills dunken är full.
Beräkna pH i blandningen i dunken.
HCl(aq) + NaOH(aq) → Na+ + Cl- + H2O Molförhållandet är 1:1
VHCl = 403 cm3 = 0,403 dm3 VNaOH = 345 cm3 = 0,345 dm3
cHCl = 0,400 mol/dm3 cNaOH = 1,00 mol/dm3
⇒ nH+ = 0,403 • 0,400 = 0,1612 mol ⇒ nOH- = 0,345 • 1,00 = 0,345 mol
Det sker en neutralisering av all saltsyra men det finns ett överskott av natriumhydroxid
⇒ nOH- - nH+ = 0,345 - 0,1612 = 0,1838 mol/dm3
⇒ cOH- = 0,1838/25 = 0,007352 mol/dm3 ⇒ pOH = -log 0,007352 = 2,13359 ⇒ pH = 14 - 2,13359 = 11,86640 ⇒ pH blir 11,87
9. Lika volymer 0,50 mol/dm3 bariumhydroxid och 0,40 mol/dm3 saltsyra får reagera. Bestäm koncentrationen hos alla de
joner som finns i lösningen efter reaktionen.
Här måste vi börja med ett antagande: Vi sätter volymerna till 0,5 dm3 (det går givetvis att välja vilken volym som helst). Totala
volymen blir då 1,00 dm3.
Ba(OH)2(aq) + 2HCl(aq)(aq) → Ba2+ + 2Cl- + 2H2O Molförhållandet är 1:2
nBariumhydroxid = cBariumhydroxid • VBariumhydroxid = 0,050 0,5 = 0,025 mol ⇒ nOH- = 2 • 0,025 = 0,05 mol
nSaltsyra = cSaltsyra • VSaltsyra = 0,040 0,5 = 0,020 mol ⇒ nH+ = 0,020 mol
Vi ser att det finns fler hydroxidjoner än vätejoner, så efter neutralisering av saltsyran återstår det:
nOH- = 0,05 - 0,020 = 0,030 mol
Koncentrationerna av de kvarvarande jonslagen i lösningen blir nu:
cBa2+ = cBa2+ /Vtot = 0,025/1 = 0,025 mol/dm3
cCl- = cCl- /Vtot = 0,020/1 = 0,020 mol/dm3
cOH- = cOH- /Vtot = 0,030/1 = 0,030 mol/dm3
Detta är egentligen inga svåra beräkningar, men man måste ha koll på vad man gör.
Lär dig att hitta lösningstrategin för de olika typerna av uppgifter – läs frågan, identifiera vad du ska ta reda på, sortera upp vad du vet och gör en plan för du hur ska komma dit du måste! Börja alltid med en balanserad formel om grunden för frågan är en reaktion. Se också till att du skriver upp dina beräkningar i en logisk följd så att de går att följa enligt den "mall" du ser ovan. Men kanske viktigast av allt – värdera rimligheten i dina svar.