Basiskennis chemie 3/Buffers Antwoorden 2

Buffers: Concentratie waterstof-ionen en pH 2

Naar de vragen

Buffer, c(H⁺) en pH uit n(HZ) en n(Z^-), opgave 1

1. Bereken pH van 0.350 mol ${\ce {CH3-CH2-COOH}}$ en 0.250 mol ${\ce {CH3-CH2-COO^{-}}}$ in 2.500L water.

pH = 4.71
Een formule waarin zowel het gevraagde én gegevens voorkomen ontbreekt in de kernbetrekkingen dus bouw je die via SPA op:

De pH wordt gevraagd, dus:

Een formule waarin zowel het gevraagde én gegevens voorkomen ontbreekt in de kernbetrekkingen dus bouw je die via SPA op: De pH wordt gevraagd, dus:
$\mathrm {pH=-\,log([H^{+}])}$	Verg. 1
Je hebt te maken met een oplossing van een zwak zuur, propaanzuur, en zijn geconjugeerde base, propionaat. De bufferformule is dus van toepassing:
$\mathrm {[H^{+}]\ =\ K_{z\ propaanzuur}\,\left({\frac {[propaanzuur]}{[propionaat]}}\right)}$	Verg. 2
De Kz van propaanzuur kun je in BINAS vinden, dus dat is geen probleem: als je gaat rekenen kun je die opzoeken. De concentraties propaanzuur en propionaat zijn niet direct gegeven, maar wel het aantal mol en het volume waarin de stoffen zijn opgelost zodat de formule voor de concentratie van een stof gebruikt kan worden:
$\mathrm {[propaanzuur]\ =\ {\frac {n_{propaanzuur}}{Volume}}}$	Verg. 3
en
$\mathrm {[propionaat]\ =\ {\frac {n_{propionaat}}{Volume}}}$	Verg. 4
In de vergelijkingen 3 en 4 komen rechtsa van het gelijk-teken alleen gegevens voor die je weet, dus ju kunt nu gaan rekenen, te beginnen met vergelijking 4 en dan terug naar vergelijkking 1:
$\mathrm {[propionaat]\ =\ {\frac {n_{propionaat}}{Volume}}\ =\ {\frac {0.250}{2.500}}\ =\ 0.100\,mol.L^{-1}}$	Verg. 4 ingevuld
$\mathrm {[propaanzuur]\ =\ {\frac {n_{propaanzuur}}{Volume}}\ =\ {\frac {0.350}{2.500}}\ =\ 0.140\,mol.L^{-1}}$	Verg. 3 ingevuld
$\mathrm {[H^{+}]\ =\ K_{z\ propaanzuur}\,\left({\frac {[propaanzuur]}{[propionaat]}}\right)\ =\ 1.4^{*}10^{-5}\,*\,\left({\frac {0.140}{0.100}}\right)\ =\ 1.96^{*}10^{-5}\,mol.L^{-1}}$	Verg. 2 ingevuld
$\mathrm {pH=-\,log([H^{+}])\ =\ -log(1.96^{*}10^{-5})\ =\ 4.71}$	Verg. 1 ingevuld

Buffer, c(H⁺) en pH uit n(HZ) en n(Z^-), opgave 2

2. Bereken Bereken pH van 0.020 mol ${\ce {C6H5OH}}$ en 0.050 mol (${\ce {C6H5O^{-}}}$) in 0.250 liter water.

10.28
K_z = 1.30^*10^-10
De manier van rekenen wordt uitgebreid uitgelegd bij de eerste opgave van deze serie.

Buffer, c(H⁺) en pH uit n(HZ) en n(Z^-), opgave 3

3. Bereken Bereken pH van 2.00 mol ${\ce {HCOOH}}$ en 1.00 ${\ce {HCOO^{-}}}$ in 10.00 liter water.

3.44
K_z = 1.80^*10^-4
De manier van rekenen wordt uitgebreid uitgelegd bij de eerste opgave van deze serie.

Buffer, c(H⁺) en pH uit n(HZ) en n(Z^-), opgave 4

4. Bereken Bereken pH van 0.250 mol ${\ce {HPO4^{2-}}}$ en 0.100 mol ${\ce {H2PO4^{-}}}$ in 400 mL water.

7.61
K_z = 6.20^*10^-8
De manier van rekenen wordt uitgebreid uitgelegd bij de eerste opgave van deze serie.

Buffer, c(H⁺) en pH uit n(HZ) en n(Z^-), opgave 5

5. Bereken Bereken pH van 0.150 mol ${\ce {PO4^{3-}}}$ en 0.050 mol ${\ce {HPO4^{2-}}}$ in 500 mL water.

12.80
K_z = 1.60^*10^-13
De manier van rekenen wordt uitgebreid uitgelegd bij de eerste opgave van deze serie.