Syror
Kortsvarsfrågor
Videogenomgång: Syror
-
Fråga
Vad händer rent kemiskt när saltsyra (HCl) reagerar med vatten?Svar
Det sker en protolys där saltsyran avger en proton till vattenmolekylen. Resultatet blir att det bildas kloridjoner (Cl–) och oxoniumjoner (H3O+) enligt nedanstående reaktionsformel:HCl(aq) + H2O → Cl–(aq) + H3O+(aq).
-
Fråga
Hur reagerar oädla metaller, som magnesium, i en sur lösning?Svar
De reagerar genom att driva ut vätgas ur den sura lösningen. Magnesium oxideras till magnesiumjoner medan vätjonerna i syran reduceras till vätgas (H2) enligt nedanstående reaktionsformel:Mg(s) + 2H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g)
-
Fråga
Vad är en oxoniumjon och hur bildas den?Svar
En oxoniumjon har formeln H3O+. Den bildas när en syra avger en proton (H+) som tas upp av en vattenmolekyl (H2O).
Utredande frågor
Till de här frågorna finns inget facit. Det bästa är att du först försöker formulera egna svar på frågorna. Därefter kan du använda dig av ledtrådarna eller ditt läromedel för att eventuellt komplettera dina svar ytterligare.
-
Diskutera indikatorernas roll inom kemin. Varför räcker det inte alltid med att bara använda en indikator som BTB, och vilka naturliga indikatorer finns också? (Ledtrådar)
-
Förklara konceptet "vätutdrivande metaller". Vad händer vid reaktionen mellan en oädel metall och en syra, och varför är kloridjoner i saltsyra ofta bara "åskådarjoner"? (Ledtrådar)
Baser
Kortsvarsfrågor
Videogenomgång: Baser
-
Fråga
Förklara innebörden av BUSA-regeln.Svar
BUSA-regeln är en minnesregel för att komma ihåg definitionerna av syror och baser. Den står för att Baser Upptar och Syror Avger protoner (H+). -
Fråga
Varför leder både sura och basiska lösningar elektrisk ström?Svar
Ledningsförmågan beror på närvaron av fria laddade partiklar, det vill säga joner, i lösningen. Ju högre koncentration av joner, desto bättre leder lösningen ström. -
Fråga
Beskriv två olika sätt som en basisk lösning kan bildas på.Svar
En basisk lösning kan bildas genom att en bas reagerar med vatten och tar upp en proton (som ammoniak):NH3(aq) + H2O → NH\(_4^+\)(aq) + OH–(aq)
En basisk lösning kan också bildas genom att ett salt som redan innehåller hydroxidjoner (som natriumhydroxid) löses upp i vatten:
NaOH(s) → Na+(aq) + OH–(aq)
-
Fråga
Vilken jon är ansvarig för att en lösning får basiska egenskaper?Svar
Det är hydroxidjonen (OH–) som ger lösningen dess basiska egenskaper. Den bildas antingen genom att basen tar en proton från vatten eller genom direkt upplösning av en hydroxidförening. -
Fråga
Vad händer med färgen på BTB i en neutral respektive en basisk lösning?Svar
I en neutral lösning är BTB grön. Om lösningen är basisk skiftar färgen till blått. -
Fråga
Vad kännetecknar fenolftalein som indikator jämfört med BTB?Svar
Fenolftalein är färglöst i både sura och neutrala lösningar, till skillnad från BTB som har olika färger för dessa. I basiska lösningar blir fenolftalein rött eller magenta.
Utredande frågor
Till de här frågorna finns inget facit. Det bästa är att du först försöker formulera egna svar på frågorna. Därefter kan du använda dig av ledtrådarna eller ditt läromedel för att eventuellt komplettera dina svar ytterligare.
-
Analysera sambandet mellan begreppet protolys och bildandet av sura respektive basiska lösningar. Använd reaktionsformler för saltsyra och ammoniak i ditt svar. (Ledtrådar)
-
Jämför egenskaper och beteende hos syror och baser. Hur kan man experimentellt skilja dem åt på ett laboratorium? (Ledtrådar)
-
Redogör för skillnaden mellan ett surt ämne och en sur lösning, samt mellan en bas och en basisk lösning. (Ledtrådar)
pH-skalan. Hur man beräknar pH
Kortsvarsfrågor
Videogenomgång: pH-skalan. Hur man beräknar pH
-
Fråga
Vad innebär det att ett ämne är en amfolyt?Svar
En amfolyt är ett ämne som kan fungera som både en syra och en bas. Vatten är det främsta exemplet, då det kan avge en proton i reaktion med ammoniak eller uppta en proton i reaktion med saltsyra. -
Fråga
Beskriv kortfattat processen för vattnets autoprotolys.Svar
Vattnets autoprotolys innebär att vattenmolekyler reagerar med varandra i en lösning. En vattenmolekyl tar upp en proton från en annan, vilket resulterar i bildandet av en oxoniumjon (H3O+) och en hydroxidjon (OH–) enligt nedanstående reaktionsformel:H2O + H2O → H3O+ + OH–
-
Fråga
Varför kan även helt rent vatten leda elektrisk ström om spänningen är tillräckligt hög?Svar
Detta beror på att vatten genom autoprotolys ständigt bildar små mängder joner, nämligen oxoniumjoner och hydroxidjoner enligt nedanstående reaktionsformel:H2O + H2O → H3O+ + OH–
Även om mängden joner är liten, räcker de för att leda ström om man använder en hög spänning, exempelvis med en glimlampa.
-
Fråga
Hur definieras pH-värdet matematiskt utifrån oxoniumjonkoncentrationen?Svar
pH definieras som den negativa tiologaritmen av oxoniumjonkoncentrationen. Formeln skrivs som \(\mathrm{pH} = -\lg[\mathrm{H_3O^+}]\). -
Fråga
Vilka koncentrationer av oxoniumjoner och hydroxidjoner återfinns i en neutral lösning vid 25 °C?Svar
I en neutral lösning vid 25 °C är koncentrationerna av oxoniumjoner och hydroxidjoner exakt lika stora. Båda koncentrationerna är \(10^{-7}\mathrm{mol/dm^3} = 0,0000001\mathrm{mol/dm^3} = 0,0000001\mathrm{M}\) -
Fråga
Förklara sambandet mellan pH och pOH.Svar
Vid 25 °C gäller att \(\mathrm{pH} + \mathrm{pOH} = 14,00\). Detta samband gör det möjligt att beräkna pH i en basisk lösning om man först räknar ut pOH från hydroxidjonkoncentrationen. -
Fråga
Om pH-värdet i en lösning sjunker, vad händer då med oxoniumjonkoncentrationen?Svar
När pH-värdet sjunker innebär det att oxoniumjonkoncentrationen ökar. Eftersom skalan är logaritmisk innebär varje steg nedåt på pH-skalan en tiofaldig ökning av surhetsgraden. -
Fråga
Hur kan man matematiskt beräkna oxoniumjonkoncentrationen [H3O+] om man känner till lösningens pH?Svar
Man vänder på den logaritmiska definitionen, vilket ger formeln \([\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-\mathrm{pH}}\mathrm{mol/dm^3}\).
Beräkningar på pH-värdet
-
Fråga
Beräkna pH i en lösning där \([\mathrm{H_3O^+}] = 0,00037\mathrm{mol/dm^3}\).Svar
\[\mathrm{pH} = 3,43179828 ≈ 3,43\]Lösning
\[\mathrm{pH} = -\lg[\mathrm{H_3O^+}] = -\lg 0,00037 = 3,43179828 ≈ 3,43\] -
Fråga
Beräkna \([\mathrm{H_3O^+}]\) i en lösning där \(\mathrm{pH} = 9,82\).Svar
\[[\mathrm{H_3O^+}] = 1,5 \cdot 10^{-10}\mathrm{mol/dm^3}\]Lösning
\[\begin{aligned}\mathrm{[H_3O^+]} &= 10^{\mathrm{-pH}}\mathrm{mol/dm^3} = \\ &= 10^{-9,82}\mathrm{mol/dm^3} = 1,51356125 \cdot 10^{-10}\mathrm{mol/dm^3} ≈ \\ &≈ 1,5 \cdot 10^{-10}\mathrm{mol/dm^3}\end{aligned}\] -
Fråga
Beräkna \(\mathrm{pH}\) i en lösning där \(\mathrm{pOH} = 5,43\)Svar
\(\mathrm{pH} = 8,57\)Lösning
\[\mathrm{pH} = 14,00 - \mathrm{pOH} = 14,00 - 5,43 = 8,57\] -
Fråga
Beräkna \(\mathrm{pOH}\) i en lösning där \(\mathrm{[OH^-]} = 2,6 \cdot 10^{-5}\mathrm{mol/dm^3}\).Svar
\[\mathrm{pOH} = 4,59\]Lösning
\[\mathrm{pOH} = -\lg( 2,6 \cdot 10^{-5}) = 4,585026652 ≈ 4,59\] -
Fråga
Beräkna \(\mathrm{pH}\) i en lösning där \(\mathrm{[OH^-]} = 8,7 \cdot 10^{-5}\mathrm{mol/dm^3}\).Svar
\[\mathrm{pH} = 9,94\]Lösning
\[\begin{aligned}\mathrm{pOH} &= -\lg(8,7 \cdot 10^{-5}) = 4,06048075 ≈ \\ &≈ 4,06 \\ \mathrm{pH} &= 14,00 - \mathrm{pOH} = 14,00 - 4,06 = 9,94\end{aligned}\] -
Fråga
Beräkna \(\mathrm{[H_3O^+]}\) i en läsning där \(\mathrm{[OH^-]} = 9,1 \cdot 10^{-10}\mathrm{mol/dm^3}\).Svar
\[\mathrm{[H_3O^+]} = 1,1 \cdot 10^{-5}\mathrm{mol/dm^3}\]Lösning
\[\begin{aligned}\mathrm{pOH} &= -\lg(9,1 \cdot 10^{-10}) = 9,04095861 \\ \mathrm{pH} &= 14,00 - \mathrm{pOH} = 14,00 - 9,04095861 = 4,95904139 \\ \mathrm{[H_3O^+]} &= 10^{\mathrm{-pH}}\mathrm{mol/dm^3} = 10^{-4,95904139}\mathrm{mol/dm^3}= \\ &= 1,09890110 \cdot 10^{-5}\mathrm{mol/dm^3} ≈ 1,1 \cdot 10^{-5}\mathrm{mol/dm^3}\end{aligned}\] -
Fråga
Ordna nedanstående lösningar efter ökande pH, från den med lägst pH till den med högst.
-
En lösning med pH = 2,80
-
En lösning med pOH = 4,45
-
En lösning med [OH–] = 0,174 mol/dm3
-
En lösning med [H3O+] = 3,2 · 10–2 mol/dm3
Svar
d, a, b, c
Lösning
Lösning a: pH = 2,80
Lösning b: pH = 14,00 – pOH = 14,00 – 4,45 = 9,55
Lösning c: \(\mathrm{pOH} = -\lg[\mathrm{OH^-}] = -\lg 0,174 = 0,75945075 \\ \mathrm{pH} = 14,00 - \mathrm{pOH} = 14,00 - 0,75945075 = 13,2405492 ≈ 13,24\)
Lösning d: \(\mathrm{pH} = -\lg[\mathrm{H^+}] = -\lg(3,2 \cdot 10^{-2}) = 1,49485002 ≈ 1,49\)
Vi ordnar alla lösningarna efter stigande pH: d, a, b, c
-
-
Fråga
Beräkna pH i saltsyra som har koncentrationen 0,0025 mol/dm3.Svar
pH = 2,60Lösning
Saltsyra, HCl(aq) protolyseras:HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq)
[H+] = \(c_\mathrm{HCl}\) = 0,0025 mol/dm3
\(\mathrm{pH} = -\lg[\mathrm{H^+}] = -\lg 0,0025 = 2,60205999 ≈ 2,60\)
-
Fråga
Man späder 50,0 cm3 natriumhydroxidlösning med koncentrationen 0,200 mol/dm3 till volymen 750,0 cm3. Vilket pH-värde får den lösning som erhålls?
Svar
pH = 12,12
Lösning
\[\begin{aligned} c_1V_1 &= c_2V_2 \\ c_2 &= \frac {c_1V_1}{V_2} = \frac {0,200\mathrm{mol/dm^3} \cdot 50,0\mathrm{cm^3}}{750,0\mathrm{cm^3}} = 0,01333333\mathrm{mol/dm^3} \\ \mathrm{pOH} &= -\lg[\mathrm{OH^-}] = -\lg0,01333333 = 1,8750613 \\ \mathrm{pH} &= 14,00 - \mathrm{pOH} = 14,00 - 1,8750613 = 12,1249387 ≈ 12,12\end{aligned}\]
-
Fråga
I en saltsyralösning finns väsentligen två slags joner.
- Vilka är dessa? Motivera svaret.
- Hur kan man påvisa dessa joner?
- En saltsyralösning har ursprungskoncentrationen cHCl = 0,027 mol/dm3. Bestäm koncentrationen av de två jonerna i lösningen.
- Bestäm pH i lösningen.
Svar
- H3O+ och Cl– eftersom saltsyran protolyseras enligt nedanstående reaktionsformel:
HCl(aq) + H2O → H3O+(aq) + Cl–(aq) - H3O+: mätning av pH
Cl–: tillsats av silverjoner - \(c_{\text{H}_3\text{O}^+} = c_{\text{Cl}^-} = 0,027\text{mol/dm}^3\)
- pH = 1,57
Lösning fråga d
\[\mathrm{pH} = -\lg[\mathrm{H^+}] = -\lg 0,027 = 1,56863624 ≈ 1,56\]
Starka och svaga syror och baser
Kortsvarsfrågor
Videogenomgång: Starka och svaga syror och baser
-
Fråga
Vad innebär det att en syra är stark?Svar
En stark syra är en syra som är fullständigt protolyserad i vattenlösning. Det betyder att samtliga syramolekyler avger sina vätejoner och bildar oxoniumjoner, så att inga ursprungliga syramolekyler finns kvar. -
Fråga
Varför är det svårt att framställa 100 % ren koncentrerad svavelsyra eller saltsyra?Svar
Det är mycket svårt att få dessa syror helt rena, bland annat på grund av närvaron av vattenånga i atmosfären. Även om de kallas koncentrerade är de därför sällan hundraprocentiga. -
Fråga
Förklara reaktionen när saltsyra (väteklorid) möter vatten.Svar
När väteklorid (HCl) reagerar med vatten avger den en vätejon till vattenmolekylen. Resultatet blir att det bildas kloridjoner (Cl⁻) och oxoniumjoner (H₃O⁺). Det sker enligt nedanstående protolysreaktion:HCl(aq) + H2O → Cl–(aq) + H3O+(aq)
-
Fråga
Vad är skillnaden mellan totalkoncentration och partikelkoncentration för en stark syra?Svar
Totalkoncentrationen är den mängd syra man tillsatte från början, medan partikelkoncentrationen anger mängden av specifika partiklar i lösningen. I en stark syra är partikelkoncentrationen av syramolekyler noll, eftersom allt har omvandlats till joner. -
Fråga
Vad innebär det att en syra är svag?Svar
En svag syra är ofullständigt protolyserad, vilket innebär att endast en liten andel av syramolekylerna reagerar med vattnet. I en sådan lösning finns det alltså kvar både joner och en stor mängd oprotolyserade syramolekyler. -
Fråga
Ge exempel på tre starka syror och två svaga syror, inklusive deras kemiska formler.Svar
Starka syror inkluderar saltsyra (HCl), svavelsyra (H2SO4) och salpetersyra (HNO3). Exempel på svaga syror är ättiksyra (CH3COOH) och kolsyra (H2CO3). Alla organiska syror är mer eller mindre svaga. -
Fråga
Vad utmärker kemiskt sett en stark bas?Svar
Starka baser är huvudsakligen jonföreningar som innehåller hydroxidjoner (hydroxider), såsom natriumhydroxid (NaOH). När de löses i vatten omvandlas de fullständigt till fria positiva joner och hydroxidjoner (OH–). -
Fråga
Hur reagerar den svaga basen ammoniak med vatten?Svar
Ammoniakmolekylen (NH3) reagerar med vatten genom att ta upp en vätejon från en vattenmolekyl. Detta leder till att det bildas en ammoniumjon (NH\(_4^+\)) och en hydroxidjon (OH–). Det sker enligt nedanstående reaktionsformel:NH3(aq) + H2O → NH\(_4^+\)(aq) + OH–(aq)
-
Fråga
Varför leder en lösning med saltsyra ström bättre än en lösning med ättiksyra med samma koncentration?Svar
Ledningsförmågan beror på mängden joner i lösningen. Eftersom saltsyra är en stark syra och protolyseras helt, innehåller den fler joner än ättiksyran, som bara protolyseras till en liten del.
Utredande frågor
Till de här frågorna finns inget facit. Det bästa är att du först försöker formulera egna svar på frågorna. Därefter kan du använda dig av ledtrådarna eller ditt läromedel för att eventuellt komplettera dina svar ytterligare.
-
Förklara ingående skillnaden i partikelsammansättning mellan en lösning av ättiksyra (CH3COOH) och en lösning av saltsyra (HCl) med samma totalkoncentration. (Ledtrådar)
-
Jämför hur en stark bas (som natriumhydroxid, NaOH) och en svag bas (som ammoniak, NH3) gör att en lösning blir basisk. (Ledtrådar)
-
Redogör för hur graden av protolys påverkar en vätskas förmåga att leda elektrisk ström, med utgångspunkt i demonstrationerna med ättiksyra och saltsyra. (Ledtrådar)
-
Diskutera påståendet att en syras styrka är oberoende av dess koncentration eller lösningens pH-värde. (Ledtrådar)
-
Beskriv den kemiska processen när en syra löses i vatten och förklara rollen för oxoniumjonen i denna reaktion. (Ledtrådar)
Några vanliga syror och baser
Kortsvarsfrågor
Videogenomgång: Några vanliga syror och baser
-
Fråga
Vad händer kemiskt när saltsyra reagerar med magnesium?Svar
Magnesiumet oxideras till magnesiumjoner samtidigt som vätejonerna i saltsyran reduceras till vätgas. Den kemiska reaktionen gör att metallen löses upp och det bildas bubblor av vätgas i lösningen. Reaktionen sker enligt nedanstående formel:Mg(s) + 2HCl(aq) → 2Mg2+(aq) + H2(g) + 2Cl–(aq)
-
Fråga
Beskriv den så kallade SIV-regeln och varför den är viktig vid hantering av svavelsyra.Svar
SIV står för "Syra I Vatten" och innebär att man alltid ska hälla syran i vattnet vid spädning, aldrig tvärtom. Om vatten hälls i koncentrerad svavelsyra kan det ske en stötkokning som skvätter ut frätande syra på grund av den kraftiga värmeutvecklingen. -
Fråga
Vad innebär det att en syra, som till exempel svavelsyra, är "tvåprotonig"?Svar
Att en syra är tvåprotonig betyder att varje syramolekyl kan avge två protoner (vätejoner) i två separata protolyssteg. För svavelsyra är det första steget starkt (sker till 100 %), medan det andra steget, där vätesulfatjonen protolyseras, är svagt. -
Fråga
Beskriv svavelsyrans (H2SO4) båda protolyssteg med reaktionsformler och ange vad de bildade svavelinnehållande jonerna kallas.Svar
H2SO4 → H+ + HSO\(_4^-\) (vätesulfatjon)
HSO\(_4^–\) → H+ + SO\(_4^{2-}\) (sulfatjon) -
Fråga
Hur skiljer sig salpetersyrans reaktion med metaller från saltsyrans?Svar
Salpetersyra kan, till skillnad från saltsyra, lösa upp ädla metaller som koppar. Vid reaktionen bildas inte vätgas, utan istället bildas giftiga kväveoxider som syns i form av bruna ångor. Upplösningen sker till exempel enligt nedanstående reaktionsformel:
Cu(s) + 4HNO3(aq) → Cu2+(aq) + 2NO2(g) + 2H2O + 2NO\(_3^-\)(aq) -
Fråga
Beskriv salpetersyrans (HNO3) protolys med en reaktionsformel och ange vad den bildade kväveinnehållande jonen kallas.Svar
HNO3 → H+ + NO\(_3^-\) (nitratjon)
-
Fråga
Vad är "kungsvatten" och vilken unik egenskap har denna blandning?Svar
Kungsvatten är en blandning av koncentrerad salpetersyra och saltsyra. Denna kraftfulla blandning är en av få vätskor som har förmågan att lösa upp guld, "kungen av alla metaller". -
Fråga
Hur bildas kolsyra och vad har atmosfärens koldioxidhalt för miljöpåverkan?Svar
Kolsyra bildas när koldioxid löses i vatten genom reaktionen CO2 + H2O → H2CO3. En ökad halt av koldioxid i atmosfären leder därmed till att mer kolsyra bildas, vilket orsakar försurning av hav och sjöar. -
Fråga
Beskriv kolsyrans (H2CO3) båda protolyssteg med reaktionsformler och ange vad de bildade kolinnehållande jonerna kallas.Svar
H2CO3 → H+ + HCO\(_3^-\) (vätekarbonatjon)
HCO\(_3^–\) → H+ + CO\(_3^{2-}\) (karbonatjon) -
Fråga
Varför är fosforsyra och dess salter viktiga för allt levande?Svar
Allt levande behöver fosfor för att kunna bygga upp viktiga molekyler som DNA, RNA och fosfolipider till cellmembran. Fosforsyrans salter, fosfater, används därför i stor utsträckning som gödningsmedel i jordbruket. -
Fråga
Beskriv fosforsyrans (H3PO4) alla protolyssteg med reaktionsformler och ange vad de bildade fosforinnehållande jonerna kallas.Svar
H3CO4 → H+ + H2PO\(_4^-\) (divätefosfatjon)
H2PO\(_4^-\) → H+ + HPO\(_4^{2-}\) (vätefosfatjon)
HPO\(_4^{2-}\) → H+ + PO\(_4^{3-}\) (fosfatjon) -
Fråga
Förklara skillnaden i hur en stark bas (t.ex. NaOH) och en svag bas (t.ex. NH3) bildar hydroxidjoner i vatten.Svar
En stark bas som natriumhydroxid är en jonförening som frigör sina färdiga hydroxidjoner direkt när den löses i vatten. En svag bas som ammoniak innehåller inga egna hydroxidjoner, utan bildar dem genom att ta upp en proton från en vattenmolekyl. -
Fråga
Beskriv ättiksyrans (CH3COOH) protolys och namnge den organiska jon som bildas.Svar
CH3COOH → H+ + CH3COO– (acetatjon)
Utredande frågor
Till de här frågorna finns inget facit. Det bästa är att du först försöker formulera egna svar på frågorna. Därefter kan du använda dig av ledtrådarna eller ditt läromedel för att eventuellt komplettera dina svar ytterligare.
-
Analysera hur de kemiska egenskaperna hos svavelsyra, salpetersyra och natriumhydroxid gör dem användbara i industriella processer jämfört med hur de används i vardagliga produkter. (Ledtrådar)
-
Jämför protolysprocesserna för svavelsyra, kolsyra och fosforsyra. Diskutera skillnaderna mellan starka och svaga syraegenskaper i de olika stegen. (Ledtrådar)
-
Redogör för hur olika syror reagerar med metaller (oädla kontra ädla) och förklara de kemiska skillnaderna mellan bildandet av vätgas och kväveoxider. (Ledtrådar)
-
Beskriv de utmärkande dragen för organiska syror som ättiksyra och myrsyra, samt den organiska basen metylamin. Hur skiljer sig deras strukturer och egenskaper från de oorganiska motsvarigheterna? (Ledtrådar)
-
Förklara hur man kan använda saltsyra för att identifiera karbonater (som kalksten) och diskutera den bakomliggande kemiska reaktionen och dess visuella tecken. (Ledtrådar)
Neutralisation (Kemi 1)
Kortsvarsfrågor
Videogenomgång: Neutralisation (Kemi 1)
-
Fråga
Vad innebär en neutralisation rent kemiskt?Svar
En neutralisation sker när sura och basiska lösningar blandas i precis rätt proportioner. Processen innebär att syrans egenskaper och basens egenskaper tar ut varandra genom en kemisk reaktion. -
Fråga
Vad avses med termen "ekvivalent mängd" i samband med neutralisation?Svar
En ekvivalent mängd innebär "lagom mycket" bas för att neutralisera en specifik mängd syra. Det betyder att substansmängden tillsatt bas exakt motsvarar substansmängden syra som fanns i lösningen från början. -
Fråga
Vilka är de typiska slutprodukterna när en syra neutraliseras med natriumhydroxid?Svar
Vid en neutralisation mellan en syra och natriumhydroxid bildas alltid vatten och ett salt löst i vattenlösningen. -
Fråga
Beskriv hur oxoniumjoner och hydroxidjoner interagerar vid en neutralisationsreaktion.Svar
Oxoniumjonen () från syran avger en proton till hydroxidjonen () från basen. Denna protonövergång gör att det bildas två vattenmolekyler (). -
Fråga
Hur ser den generella reaktionsformeln ut för neutralisation av saltsyra med natriumhydroxid?Svar
Reaktionsformeln skrivs som . Detta visar hur saltsyra och natriumhydroxid reagerar för att bilda vatten och natriumklorid. -
Fråga
Vad är syftet med att utföra en syra-bas-titrering?Svar
Syftet är att bestämma en syras (eller bas) okända koncentration. Detta görs genom att droppvis tillsätta en lösning med känd koncentration tills reaktionen är fullständig. -
Fråga
Vilken funktion fyller en indikator, såsom BTB, under en titrering?Svar
Indikatorns uppgift är att visa när lösningen byter pH-värde från surt till neutralt eller basiskt genom att ändra färg. Den måste väljas så att färgomslaget sker precis när en ekvivalent mängd bas har tillsatts. -
Fråga
Hur definieras ekvivalenspunkten vid en titrering?Svar
Ekvivalenspunkten är det ögonblick under titreringen då man har tillsatt exakt lika stor substansmängd av basen som det fanns av syran (eller vice versa). Vid denna punkt slår indikatorn om i färg, till exempel till grönt om BTB används.
Beräkningar på neutralisation
-
Fråga
Hur stor volym 1,0 M saltsyra åtgår för att neutralisera en lösning som innehåller 450 g NaOH löst i 10,0 liter vatten?
Svar
\[V_\mathrm{HCl} = 11\mathrm{dm^3}\]
Lösning
NaOH(aq) + HCl(aq) → H2O + NaCl(aq)
\[n_\mathrm{NaOH} = \frac {m_\mathrm{NaOH}}{m_\mathrm{NaOH}} = \frac {450\mathrm{g}}{(23,0+16,0+1,01\mathrm{g/mol}} = 11,2471882\mathrm{mol}\]
Reaktionsformeln ger att \(n_\mathrm{HCl} = n_\mathrm{NaOH} = 11,2471882\mathrm{mol}\).
\[V_\mathrm{HCl} = \frac {n_\mathrm{HCl}}{c_\mathrm{HCl}} = \frac {11,2471882\mathrm{mol}}{1,0\mathrm{mol/dm^3}} = 11,2471882\mathrm{dm^3} \approx 11\mathrm{dm^3}\]
-
Fråga
25,0 ml kaliumhydroxid av okänd koncentration och BTB titrerades med saltsyralösning, tills grön färg erhölls. Det krävdes 37,5 ml 0,100 M saltsyra för att få färgomslag. Vilken koncentration hade kaliumhydroxiden? Skriv reaktionsformel.
Svar
\[c_\mathrm{KOH} = 0,150\mathrm{mol/dm^3}\]
KOH(aq) + HCl(aq) → H2O + KCl(aq)
Lösning
KOH(aq) + HCl(aq) → KCl(aq) + H2O
\[n_\mathrm{HCl} = c_\mathrm{HCl} \cdot V_\mathrm{HCl} = 0,100\mathrm{mol/dm^3} \cdot 37,5 \cdot 10^{-3}\mathrm{dm^3} = 0,00375\mathrm{mol}\]
Reaktionsformeln ger att \(n_\mathrm{KOH} = n_\mathrm{HCl} = 0,00375\mathrm{mol}\).
\[c_\mathrm{KOH} = \frac {n_\mathrm{KOH}}{V_\mathrm{KOH}} = \frac {0,00375\mathrm{mol}}{25,0 \cdot 10^{-3}\mathrm{dm^3}} = 0,150\mathrm{mol/dm^3}\]
-
Fråga
Vilken volym svavelsyra med koncentrationen 4,00 mol/dm3 behövs för att neutralisera 20,0 ml natriumhydroxidlösning med koncentrationen 2,00 mol/dm3?
Svar
\[V_\mathrm{H_2SO_4} = 5,00\mathrm{ml}\]
Lösning
2NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + H2O
\[n_\mathrm{NaOH} = c_\mathrm{NaOH} \cdot V_\mathrm{NaOH} = 2,00\mathrm{mol/dm^3} \cdot 20,0 \cdot 10^{-3}\mathrm{dm^3} = 0,0400\mathrm{mol}\]
Reaktionsformeln ger att \(n_\mathrm{H_2SO_4} = \frac {1}{2}n_\mathrm{NaOH} = \frac {1}{2} \cdot 0,0400\mathrm{mol} = 0,0200\mathrm{mol}\).
\[V_\mathrm{H_2SO_4} = \frac {n_\mathrm{H_2SO_4}}{c_\mathrm{H_2SO_4}} = \frac {0,0200\mathrm{mol}}{4,00\mathrm{mol/dm^3}} = 0,00500\mathrm{dm^3} = 5,00\mathrm{ml}\]
-
Fråga
Man har en blandning av 0,2 mol bariumhydroxid och 0,4 mol kaliumhydroxid. Vilken mängd svavelsyra (i mol) behövs för att neutralisera blandningen?
Svar
\[n_\mathrm{H_2SO_4} = 0,4\mathrm{mol}\]
Lösning
Vid upplösning av de båda jonföreningarna bildas vattenlösta hydroxidjoner enligt nedanstående:
Ba(OH)2(s) → Ba2+(aq) + 2OH–(aq)
KOH(s) → K+(aq) + OH–(aq)
Den totala substansmängden hydroxidjoner beräknas:
\[n_\mathrm{OH^-} = 2n_\mathrm{Ba(OH)_2} + n_\mathrm{KOH} = 2 \cdot 0,2\mathrm{mol} + 0,4\mathrm{mol} = 0,8\mathrm{mol}\]
Vid neutralisationen sker följande reaktion:
H2SO4(aq) + 2OH–(aq) → 2H2O + SO\(_4^{2-}\)
Reaktionsformeln ger att
\[n_\mathrm{H_2SO_4} = \frac {1}{2}n_\mathrm{OH^-} = \frac {1}{2} \cdot 0,8\mathrm{mol} = 0,4\mathrm{mol}\]
