3, 8 og 9. Puffersystem, polyhydrone syrer og syre-basereaktioner og syrestyrke Flashcards

1
Q

Syre

A

Et molekyle eller en ion, der kan afgive en hydron/proton

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Base

A

Et molekyle eller en ion, der kan optage en hydron/proton

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Korresponderende syre-basepar

A

Når en syre afgiver en hydron bliver den til sin korresponderende base og omvendt

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Syre-basereaktioner

A

en hydron overføres fra en syre til en base. Der sprænges en kovalent binding og dannes en ny kovalent binding
Andre navne for syre-basereaktion:
Hydronoverførsel (kaldes også hydronolyse)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Ligevægt (hvilken pil bruges hvis en ligevægt ligger meget til en side og hvor hurtigt vil en ligevægt i en syre-basereaktion indstille sig)

A

Hvis ligevægten ligger meget langt til en side benyttes bare en enkeltpil, –>, frem for en dobbeltpil
Uanset hvad vil ligevægten indstille sig lynhurtigt i en syre-basereaktion, hvis ellers det foregår i en vandig opløsning

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Puffersystem

A

En opløsning af en svag syre og dens korresponderende svage base kaldes et puffersystem, forudsat både syren og basen findes i opløsningen i ret store koncentrationer

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Funktion af puffersystem

A

Et puffersystem har puffervirkning, dvs. det ”dæmper” pH-ændringen ved tilsætning af stærk syre eller stærk base –> puffersystemet fastlægger opløsningens pH

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Pufferligningen (helt standard)

A

En formel til beregning af pH for en opløsning, der indeholder et puffersystem:
pH = pKs + log [B]/[S]

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Pufferligningen (hvorfor kan man bruge stofmængdekoncentrationerne)

A

Forholdet mellem de aktuelle stofmængdekoncentrationer af det korresponderende syre-basepar er lig med forholdet mellem stofmængderne af det korresponderende syre-basepar. Derfor kan følgende omskrivning laves:
pH = pKs + log(n_b/n_s)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Hvorfor kan man bruge de formelle stofmængdekoncentrationer?

A

Mht. brug af pufferligningen kan vi tillade os at bruge formelle stofmængdekoncentrationer i stedet for aktuelle stofmængdekoncentrationer, hvis både syren og basen findes i opløsningen i ret store koncentrationer (f.eks. 0,1 M) –> det giver en lille fejl i resultatet, men den er uden betydning hvis syren og basen er svage

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Pufferkapacitet

A

Jo mindre pH-ændring en given mængde stærk syre eller stærk base kan fremkalde i en pufferopløsning, desto større er opløsningens såkaldte pufferkapacitet –> jo større [B] og [S] er, desto større er pufferkapaciteten

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Pufferområde

A

Et puffersystem anvendes ofte kun i pH-området fra (pKs – 1) til (pKs + 1) –> dette pH-interval kaldes pufferområdet, og uden for dette område har syre-baseparret. Ikke nævneværdig puffervirkning

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Symmetrisk puffer

A

I en given pufferopløsning er pufferkapaciteten størst for [B] = [S], dvs. når pH er lig med syrens pKs-værdi
Dette kaldes en symmetrisk puffer

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Ikke-symmetrisk puffer

A

En ikke-symmetrisk puffer er en pufferopløsning hvor [B] og [S] ikke er lig hinanden

Eksempler:
Hvis f.eks. der er meget mere syre end der er base i opløsningen, vil man se at pH-værdien falder mere ved syretilsætning end hvis vi havde med en symmetrisk puffer at gøre. Det skyldes der ikke er meget base til at reagere med syren. I den her opløsning ville puffervirkningen tilgengæld fungere fint ved tilsætning af base, da der er rigeligt syre til at have en puffervirkning
Omvendt hvis der er mere base end der er syre i opløsningen vil man se at pH-værdien falder mere ved basetilsætning end hvis vi havde med en symmetrisk puffer at gøre

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Syrebrøk

A

Angiver den brøkdel af syre-baseparret, som foreligger på syreformen
x_s = ([S])/([S]+[B])

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Basebrøk

A

Angiver den brøkdel af syrebaseparret, som foreligger på baseformen
x_b = ([B])/([S]+[B])

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Summen af syrebrøk og basebrøk

A

Summen af de to brøker er naturligvis lig med 1:

x_s + x_b = 1

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Bjerrumdiagram (sammenhæng mellem syrebrøk og pH)

Hvilken formel benyttes?

A

pH = pKs + log (1-x_s)/x_s

Her er 1 - x_s = x_b

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Hvordan afbildes sammenhængen mellem syrebrøk og pH for et syre-basepar?

A

I et bjerrumdiagram (se bog eller google for at se)

Heri kan man aflæse hvor mange procent der forekommer på syreform og hvor mange procent der forekommer på baseform ved en given pH-værdi i en pufferopløsning

20
Q

Bjerrumdiagram (hvad er ud af x-aksen og hvad er ud af y-aksen)

A

Ud af x-aksen har vi pH og ud af y-aksen har vi syrebrøken

21
Q

Bjerrumdiagram (hvad siger kurvens midtpunkt noget om)

A

Kurvens midtpunkt (altså der hvor vi har 50% på syreform og 50% på baseform) er lig med pKs for den syre der indgår i puffersystemet. Dvs. ved pH = pKs er stofmængdekoncentrationerne af syreformen og baseformen lige store

22
Q

Bjerrumdiagram (i hvilket område ses omdannelsen af syre og base i diagrammet)

A

Der hvor omdannelsen af syre til base forekommer i diagrammet (altså der hvor den røde streg er) er i pH-området fra (pKs – 1) til (pKs + 1), hvilket kaldes pufferområdet

23
Q

Syre/base-titrering

A

Syrer og baser i ækvivalente mængder neutraliserer hinanden, så hvis man f.eks. har en syreholdig prøve, kan man tilsætte en base som vides at reagere i et bestemt forhold med denne syre. Ved at tilsætte en pH-indikator eller benytte et pH-meter kan man følge blandingens pH: Når alle hydronerne i prøven har reageret med den tilsatte base (altså der er nået et ækvivalenspunkt), kan man ud fra antallet af tilsatte basemolekyler beregne, hvor mange syremolekyler der var i prøven

24
Q

Titreringskurve (hvad har man ud af x-aksen og y-aksen, hvad er hhv. kolorimetrisk og potentiometrisk titrering)

A

Man har titreringsvolumen (typisk i mL) ud af x-aksen og pH ud af y-aksen
En titrering kaldes kolorimetrisk, hvis ækvivalenspunktet angives med et farveskifte (ved brug af indikator)
En titrering kaldes potentiometrisk, hvis ækvivalenspunktet findes vha. et måle opløsningens pH under titreringen med et pH-meter

25
Q

Titrering af stærk syre med stærk base

A

Her vil det typisk være sådan, at 1 mol stærk syre er ækvivalent med 1 mol stærk base –> ved ækvivalente mængder får man således en neutral opløsning, og denne reaktion af blanding af en stærk syre med en stærk base kaldes således en neutralisationsreaktion
pH = pKs i ækvivalenspunktet

26
Q

Titrering af svag syre med stærk base

A

Ved titrering med en svag syre er pH = pKs, når halvdelen af den ækvivalente mængde af den stærke base er tilsat (dette kaldes også halv-ækvivalenspunktet)
se noter for billede af halv-ækvivalenspunktet

Mere info:
Jo svagere syre vi titrerer, desto større pKs, og desto mindre bliver pH-springet
Man kan altså vanskeligt bestemme koncentrationen af en meget svag syre ved en syre-basetitrering

27
Q

Titrering af polyhydrone syrer:

A

Dihydrone syrer er stoffer der kan afgive to hydroner, og de vil dermed have to pKs-værdier (pKs1 og pKs2) samt to ækvivalenspunkter (1. og 2. ækvivalenspunkt) –> dette kan naturligvis se afbildet på titrerkurven

28
Q

Ækvivalenspunkt

A

Det tidspunkt i en titrering, hvor mængden af titrator er ækvivalent (lig) med stofmængden af det stof, der titreres på (titranden)

29
Q

Amfolyt

A

Et stof (f.eks. vand) der kan optræde som både syre og base

30
Q

pH i amfolytopløsninger

A

En amfolyt betragtes i denne sammenhæng som en meget svag syre eller en meget svag base
Følgende formel kan med god tilnærmelse benyttes:
pH = 1/2 * {pKs(S) + pKs(Amf)}
Ifølge formlen skulle pH være uafhængig af amfolyttens stofmængdekoncentration i opløsningen, og der er derfor tale om en tilnærmet formel, som kun giver rimelige beregningsresultater, hvis amfolyttens stofmængdekoncentration er ret stor

31
Q

Syrestyrkekonstant

A

Syrens styrke defineres ud fra syrens reaktion med vand:
([B] * [H3O+])/([S]) = Ks
En syre med en meget lille Ks-værdi reagerer næsten ikke med vand

32
Q

Syrestyrkeeksponent

A

Minus titalslogaritmen til talværdien af styrkekonstanten:

pKs = -logKs

33
Q

Basestyrkekonstant og basestyrkeeksponent

A

([OH-] * [S])/([B]) = Kb

pKb = -logKb

34
Q

Autohydronolyse (i relation til vand)

A

en hydronolyse er en syre-basereaktion, og vands autohydronolyse er når vand reagerer med vand i form af en hydronoverførsel

35
Q

Vands ionprodukt

A

produktet af ionerne der optræder i vand [H3O+] * [OH-]
Da vand er en amfolyt kan den reagere i en hydronolyse-reaktion med sig selv (vands autohydronolyse):
H2O(l) + H2O (l) ⇌ OH-(aq) + H3O+(aq)
Ligevægten indstiller sig både i rent vand og i vandige opløsninger, og ligevægten er meget venstreforskudt. Det er således meget lidt hydroxid og oxonium der dannes

36
Q

Ligevægtsloven

A

[H3O+] * [OH-] = Kv
Vands stofmængdebrøk er sat til 1 som man ALTID gør, men hvis det skulle være helt rigtigt ser formlen således ud:
([H3O+] * [OH-])/([H2O] * [H2O]) = Kv
Ovenstående udtryk gælder kun i fortyndede vandige opløsninger og i rent vand

37
Q

Kv (hvad er det)

A

vands ionprodukt

38
Q

pH-værdi

A

en opløsnings surhedsgrad, defineret ved minus titalslogaritmen til talværdien af den aktuelle stofmængdekoncentration af H3O+ (oxonium)
pH = -log⁡([H3O+]/M)
(praktisk skriver man ikke M, det er blot for at få en ren talværdi)

Hvis man kender pH-værdien kan man udregne koncentrationen af oxonium således [H3O+] = 10^(-pH) M

39
Q

pH-skalaen (hvilket interval er den i)

A

pH-skalaen går fra lidt under 0 til lidt over 14 (husk surhedsgrad vokser når pH bliver mindre)

40
Q

Hvilken ion er dominerende af H3O+ og OH- i en sur opløsning?

A

H3O+ er den dominerende af de to ioner i en sur opløsning

41
Q

Hvilken ion er dominerende af H3O+ og OH- i en basisk opløsning?

A

OH- er den dominerende af de to ioner i en basisk opløsning

42
Q

pOH (hvordan ser formlen ud, hvad er sammenhængen mellem pH og pOH og hvilken talværdi giver summen af de to)

A

pOH = -log⁡[OH-]

pH + pOH = pKv

pH + pOH = 14,00 ved 25℃

43
Q

Sure, neutrale eller basiske vandige opløsninger:

Hvornår er en vandig opløsning sur?

A

[H3O+] > [OH-] –> sur, pH < 7

44
Q

Sure, neutrale eller basiske vandige opløsninger:

Hvornår er en vandig opløsning neutral?

A

[H3O+] = [OH-] –> neutral, pH = 7

45
Q

Sure, neutrale eller basiske vandige opløsninger:

Hvornår er en vandig opløsning basisk?

A

[H3O+] < [OH-] –> basisk, pH > 7