Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Henderson-Hasselbach ekvationen OBS! Gäller då [syra] och [bas] >> [OH - ], [H 3 O + ] pH = pK a – log [HA] [A - ] HÄRLEDNING:

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Henderson-Hasselbach ekvationen OBS! Gäller då [syra] och [bas] >> [OH - ], [H 3 O + ] pH = pK a – log [HA] [A - ] HÄRLEDNING:"— Presentationens avskrift:

1 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Henderson-Hasselbach ekvationen OBS! Gäller då [syra] och [bas] >> [OH - ], [H 3 O + ] pH = pK a – log [HA] [A - ] HÄRLEDNING: HA(aq) + H 2 O(l)A - (aq) + H 3 O + (aq) [A - (aq) ][H 3 O + (aq)] [HA(aq) ] [H 3 O + (aq)] = K a -log [H 3 O + (aq)] = -log K a - log   K a = [HA(aq) ] [A - (aq) ] [HA(aq) ] [A - (aq) ] pHpKapKa

2 KEMA02/ © Sofi Elmroth Buffertcapacitet Bra buffertkapacitet kräver att både syra- och basform finns i lösning i relativt lika andelar. Gränsen för buffertcapacitet går vid 10:1-förhållande, för [syra]:[bas] vid lägre pH-gränsen och 1:10 för den övre. FRÅGA: Vad innebär detta för pH? HAHA A-A- 50% pH = pK a Ideal buffert pH = pK a – log = pKa – 1 – log 10 [HA] [A - ] [HA] [A - ] pH = pK a – log = pKa + 1 – log [HA] 10 [A - ] [HA] [A - ] pK a – 1 < BRA BUFFERT pH < pK a + 1

3 KEMA02/ © Sofi Elmroth Titreringstyp: stark syra – stark bas REAKTION H 3 O + + OH - 2 H 2 O  

4 KEMA02/ © Sofi Elmroth Titreringstyp: svag syra – stark bas SVAG SYRA med STARK BAS Neutralisation av syran Bildning av STARK BAS Förväntat pH vid ekvivalenspunkten: BASISKT

5 KEMA02/ © Sofi Elmroth Titreringstyp: svag bas – stark syra SVAG BAS med STARK SYRA Neutralisation av basen Bildning av STARK SYRA Förväntat pH vid ekvivalenspunkten: SURT

6 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 JV FLS 2(3) KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi JÄMVIKT i LÖSNING A: Kap 12 Föreläsning 2(3) mer pH, indikatorer och löslighetsprodukt

7 KEMA02/ © Sofi Elmroth NYCKELSAMBAND att veta hur & när man använder pH & pOH pH = 14 – pOH 1-protonig syra pK a = 14 – pKb 2-protonig syra pK a1 = 14 – pK b2 pK a2 = 14 – pK b1 3-protonig syra pK a1 = 14 – pK b3 pK a2 = 14 – pK b2 pK a3 = 14 – pK b1 HA (aq) A - (aq) H 2 A (aq) HA - (aq) A 2- (aq) H 3 A (aq) H 2 A - (aq) HA 2- (aq) A 3- (aq)             H 2 O H 3 O + OH - H 2 O H 2 O H 3 O + OH - H 2 O H 2 O H 3 O + OH - H 2 O H 2 O H 3 O + OH - H 2 O H 2 O H 3 O + OH - H 2 O H 2 O H 3 O + OH - H 2 O KaKa KbKb K a1 K b2 K a2 K b1 K a2 K b2 K a3 K b1 K a1 K b3

8 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Vad är en indikator? INDIKATOR: Ett syra/bas par där de två formerna har olika färg! REAKTION: HIn(aq) + H 2 OIn - (aq) + H 3 O + (aq) K a, Hin =   K a, HIn svag syra stark bas [In - (aq)][H 3 O + (aq)] [HIn(aq)] Omslag då [In - (aq)] : [HIn(aq)] = 1:1 K a, Hin = [H 3 O + (aq)] pK a, Hi = pH

9 KEMA02/ © Sofi Elmroth Stökiometri och titrering av polyprotolyter 4.72; pH = ½(pK a1 + pK a2 ) 9.94 ; pH = ½(pK a2 + pK a3 ) H 3 PO 4

10 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 LÖSLIGHETSJÄMVIKTER Salter – en kombination av katjoner och anjoner – kan vara mycket olika lösliga i vatten! NaCl – ”salt” mkt lättlösligt “…. A barium sulphate suspension in water is the universal contrast medium used for examination of the upper gastrointestinal tract.” KÄLLA: contrast_media/contrast_ media_introduction.htm

11 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Löslighetsjämvikter & biorelevans TYPISKA OMRÅDEN & FRÅGESTÄLLNINGAR: några exempel... det finns mycket mer! Vattenkvalitet Fe(II/III), Cr(III-VII), Pb(II), Al(III) ”Bioavailability” av spårmetaller Cu(II), Ni(II), Mn(II) Läckage av metalljoner från gruvmiljö/deponier Fe(II/III), Ni(II/III), Pb(II/IV),Hg(I/II), Ag(I), Au(III/I) Toxicitet Fe(II/III), Ni(II/III), Pb(II/IV),Hg(I/II), Ag(I), Cd(II) Funktion Na(I), K(I) Metallothioniner är svavel-innehållande protein som används för att transportera tex Cu(II) och Hg(II). K sp (CuS) = 1.3 E-36* K sp (HgS) = 1E-53* *dvs mkt liten tendens till frisläppning av M(II) – mer om detta senare!

12 KEMA02/ © Sofi Elmroth Löslighetsprodukt BEGREPP: Löslighetsprodukt – ett mått på lösligheten en jämvikt som alla andra! EXEMPEL: Upplösning av Bi 2 S 3 (s) Bi 2 S 3 (s) 2 Bi 3+ (aq) + 3 S 2- (aq) K sp K sp = a(Bi 3+ (aq)) 2  a(S 2- (aq)) 3 K sp = [Bi 3+ (aq)] 2  [S 2- (aq)] 3 K sp litet för svårlösliga salter; K sp (Bi 2 S 3 (s)) = 1.0E-97 M 4  

13 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 JÄMVIKT i LÖSNING A: Kap 12 Föreläsning 3(3) mer löslighetsprodukt! JV FLS 3(3) KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi

14 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Repetition Henderson-Hasselbach ekvationen för beräkning av pH i ”buffert” - OK att använda - viktigast att förstå när den är applicerbar - egentligen helt onödig! Buffertkapacitet -bra pH område ca ; pK a – 1 < pH < pK a + 1 Utseende titrerkurva - Stark syra + stark bas; ekvivalenspunkt vid pH = 7 - Svag syra + stark bas; ekvivalenspunkt vid pH > 7 (stark bas genereras) - Svag bas + stark syra; ekvivalenspunkt vid pH < 7 (stark syra genereras) - Titrerkurva polyprotolyter; H 2 SO 4, H 2 SO 3, H 2 CO 3, H 3 PO 4 + stark bas (OH - ) Indikatorer - Funktion och använding (varför fungerar de? Matchning av indikator  titrering) Löslighetsprodukt – mer om detta idag!

15 KEMA02/ © Sofi Elmroth ”The common ion effect” vad heter detta på svenska? BAKGRUND Många metalljoner bildar hydroxider vid pH  7 som faller ut. Den fria metalljonhalten bestäms av löslighetsprodukten, K sp REAKTION – exempel Al 3+ ETT RIKTIGT EXEMPEL (oktober 2010) Al 3+ (aq) + H 2 O Al(OH) 3 (s) + 3H + (HR bara i sur miljö!) ÖVER pH ca 7.5 beskrivs detta bäst av reaktionen: Al(OH) 3 (s) Al 3+ (aq) + 3 OH - (aq)K sp = 1.0E-33 Tabell 12.4 a=1 s 3s Uppskattning av ca halt Al 3+ över Al(OH) 3 (s): s(3s) 3 = K sp s = 2.5E-9 M (OBS! Ej HR heller...) FRÅGA: Kan man sänka halten Al 3+ (aq) ytterligare?    

16 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Strategi för sänkning av metalljonhalt TILLSATS AV MER OH - SKJUTER JÄMVIKTEN ÅT VÄNSTER (reaktanter) BERÄKNING för olika [OH - ] Al(OH) 3 (s) Al 3+ (aq) + 3 OH - (aq)K sp = 1.0E-33 Tabell 12.4 a = 1 s [OH - ] Generellt uttryck för K sp : K sp = s[OH - ] 3 [OH - ] K sp s = [Al 3+ (aq)] 1E-7s(1E-7) 3 1.0E s(0.1) 3 1.0E s(1.0) 3 1.0E s(4.0) 3 1.5E-35 SLUTSATS: Förvaring i basisk miljö minimerar Al 3+ (aq) MEN! Det blir problem då det läcker ut och pH stiger!  

17 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Vad finns mer i rödslam? bildas vid framställing av Al(s) Bauxiten består av aluminiumoxid och aluminiumhydroxid, men även järnmineral*, titanoxider** och aluminiumsilikater***. [1] *Sannolikt Fe(OH) 3 (s) dvs rost! ** Tex TiO, – vitt pigment som används i färg *** Silikater SiO 2 – vanlig sand [1] KÄLLA: Jernkontorets forskning; Rapport nr D182, U Lindunger & E Stark VAD ÄR FARLIGT?! OH - (aq) pga det höga koncentrationen NaOH/KOH täcker sannolikt torra partiklar - Tungmetaller kan inte uteslutas; ex) Hg, Cr, As - Partiklar

18 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Beräkna effekten av ”utsaltning” EXEMPEL 12.9 Beräkna lösligheten av AgCl(s) i NaCl(aq) VAD VÄNTAR VI OSS? !

19 KEMA02/ © Sofi Elmroth Utfällningar PROBLEM: Analys av lösningar med flera metalljoner STRATEGI: Fäll ut metaljonerna selektivt tex vid olika pH och/eller tillsatser  analys av färre metaljoner åt gången Ni 2+ (aq) Ag + (aq) + OH - Fe(OH) 2 (s) Fe 2+ (aq)Ni 2+ (aq) Ag + (aq) + OH - Ni(OH) 2 (s) Ag + (aq)

20 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Hur vet man att ”allt” faller ut och rätt jon finns i lösning? Ni 2+ (aq) Ag + (aq) + OH - Fe(OH) 2 (s) Fe 2+ (aq)Ni 2+ (aq) Ag + (aq) + OH - Ni(OH) 2 (s) Ag + (aq) SVAR: Löslighetskonstanterna bestämmer! REDKAP: Fällning bildas då Q* > K sp * För upplösning av salt M(OH) n är Q = [M n+ ] start ([OH] start ) n

21 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Blandning av 2 lösningar – vad faller ut? EXEMPEL Faller något ut om lika volymer 0.2 M Pb(NO 3 ) 2 (aq) och KI(aq) blandas?

22 KEMA02/ © Sofi Elmroth Selektiv utfällning Användning av K sp för att förutsäga i vilken ordning salter faller ut EXEMPEL Utfällning av Mg 2+ och Ca 2+ ur havsvatten m.hj.a. fast NaOH(s)

23 KEMA02/ © Sofi Elmroth Att lösa upp utfällningar Ni 2+ (aq) Ag + (aq) + OH - Fe(OH) 2 (s) Fe 2+ (aq)Ni 2+ (aq) Ag + (aq) + OH - Ni(OH) 2 (s) Ag + (aq) Måste lösas upp innan analys STRATEGI: Manipulering av jämviktsläget Ni(OH) 2 (s) Ni 2+ (aq) + 2 OH -   +H3O++H3O+ 2 H 2 O

24 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Strategier exempel olika salter HYDROXIDER – tillsats av syra Ex) Ni(OH) 2 (s) Ni 2+ (aq) + 2 OH - (aq) OH - + H 3 O + 2 H 2 O KARBONATER – tillsats av syra Ex) ZnCO 3 (s) Zn 2+ (aq) + CO 3 2- (aq) CO H 3 O + H 2 CO 3 SULFIDER – tillsats av oxiderande syra Ex) CuS(s) Cu 2+ (aq) + S 2- (aq) 3 S HNO 3 2 S(s) + 2 NO(g) + 4 H 2 O(l) + 6 NO 3 -            

25 KEMA02/ © Sofi Elmroth Komplexbildning Ytterligare en strategi för upplösning av svårlösliga salter SPECIELLT LÄMPLIG FÖR ÖVERGÅNGSMETALLERNA! Fenomen: ”Maskering av metalljoner” AgCl(s) Ag + (aq) + Cl - (aq) Ag + (aq) + 2 NH 3 (aq) Ag(NH 3 ) 2+ (aq)     Ag+ EXEMPEL 12.12: Hur mycket AgCl(s) löses i 0.1 M NH 3 ?

26 KEMA02/ © Sofi Elmroth Kvalitativ analys PROBLEM: Komplexa provblandingar svåranalyserade STRATEGI: Separera h.hj.a selektiv utfällning standardiserade metoder finns med protokoll! SUR BASISK + HCl(aq) Hg 2 Cl 2 PbCl 2 AgCl Sb 2 S 3 Bi 2 S 3 HgS, CuS, CdS ZnS, NiS FeS, MnS + H 2 S(g)+ NH 3 (aq) Dekantera ovanlösningen


Ladda ner ppt "KEMA02/ © Sofi Elmroth 2010 Henderson-Hasselbach ekvationen OBS! Gäller då [syra] och [bas] >> [OH - ], [H 3 O + ] pH = pK a – log [HA] [A - ] HÄRLEDNING:"

Liknande presentationer


Google-annonser