Opløselighed og \'Hvor meget kan opløses i PDF

Preview

Summary

Type-opgave med opløselighed af produkt med løsningsforeslag. Kemiske principper KU FARMA...

Description

Indholdsfortegnelse Februar 2020: Opgave 3: Opløselighedsprodukt ......................................................................................................... 1 a) Reaktionsligning ................................................................................................................................................. 1 b) Opløselighedsproduktet ..................................................................................................................................... 2 c) Opløsning i 1L saltsyre ....................................................................................................................................... 2 Januar 2020: Opgave 3: Opløselighedsprodukt........................................................................................................... 4 a) Reaktionsligning ................................................................................................................................................. 4 b) Opløselighedsprodukt ........................................................................................................................................ 4 c) Opløsning af produkt.......................................................................................................................................... 4 Januar 2028: Opgave 2................................................................................................................................................. 5 a) Reaktionsligning (kobber (II)hydroxid) ...................................................................................................... 5 b) Beregning af koncentration .......................................................................................................................... 5 Februar 2017: Opgave 3 ............................................................................................................................................... 6 a) Reaktionsligning HgI2 ................................................................................................................................... 6 b) Reaktionsligning for komplexdannelse ........................................................................................................ 7 c) Koblede ligevægt HgI2 + ligevægtskonstant ................................................................................................ 7 d) Hvor meget kan der opløses?........................................................................................................................ 7 Januar 2017: Opgave 3................................................................................................................................................. 7 a) Reaktionsligning Ag3sO4.............................................................................................................................. 7 b) Reaktionsligning Ag+ og NH3 ...................................................................................................................... 8 c) Koblede ligevægt............................................................................................................................................ 8 d) Hvor meget kan opløses? .............................................................................................................................. 8 Februar 2016: Opgave 3 ............................................................................................................................................... 8 a) Reaktionsligning for AgCN .......................................................................................................................... 8 b) Reaktionsligning ............................................................................................................................................ 9 c) Koblede ligevægt og ligevægtskonstant ....................................................................................................... 9 d) Hvor meget kan der opløses?........................................................................................................................ 9 Januar 2016: Opgave 4................................................................................................................................................. 9 a) Reaktionsligning for Zn (OH)2 .................................................................................................................... 9 b) Reaktionsligning for Zn (OH)42- ................................................................................................................. 10 c) Koblede ligevægt + beregn ligevægtskonstant .......................................................................................... 10 d) Hvor mange gram kan opløses? ................................................................................................................. 10

Februar 2020: Opgave 3: Opløselighedsprodukt Kobber(I)chlorid (CuCl) opløses i et bægerglas + 500ml vand (stuetemperatur). Der kan i alt opløses 20,0 g CuCl 𝑀𝑜𝑙𝑣æ𝑔𝑡!"!# = 101,0

$ %&#

a) Reaktionsligning Opskriv en afstemt reaktionsligning for opløsning af CuCl i vand 𝐶𝑢𝐶𝑙.(𝑠) ↔ 𝐶𝑢 '(𝑎𝑞) + 𝐶𝑙( (𝑎𝑞)

1

b) Opløselighedsproduktet Beregn opløselighedsproduktet for CuCl For at beregne opløselighedsproduktet, skal vi bruge formlen: 𝐾)* = [𝐶𝑢 ' ] ∙ [𝐶𝑙( ] Vi ved at: [𝐶𝑢 ' ] = [𝐶𝑙( ] Dog skal vi lige have omregnet g/mol til mg/mol, og 500ml til L. Vi får: 101,0 %&# = 101000 $

%$ %&#

500𝑚𝑙 = 0,5𝐿 Vi kender… 𝑚 = 20𝑚𝑔 𝑀 = 101000

%$ %&#

𝑉 = 0,5𝐿 Vi bruger formlen: 𝑛 =

% +

= .-.--- !" = 1,98 ∙ 10(/ 𝑚𝑜𝑙 ,-%$

!#$

!

Nu kan vi bruge formlen: 𝑐 = " =

1,98∙10−4 0,5𝐿

= 3,96 ∙ 10#$

%&' (

Nu skal vi blot indsætte det i formlen for opløselighedsproduktet 𝐾)* = [𝐶𝑢+] ∙ [𝐶𝑙 # ]// 𝐾)* = 3,96 ∙ 10#$

%&' (

∙ 3,96 ∙ 10#$

%&' (

//

𝐾)* =//1,57 ∙ 10#, 𝑀- /

c) Opløsning i 1L saltsyre Hvor meget CuCl kan der opløses i 1L saltsyreopløsning, som har en pH = 2 (angiv svar i gram) Koncentrationen af HCl ud fra formlen: pH = − log[H8 O ], omskrevet til: [Cl( ] = 10(9: 10(9: = 10(, = 0,01. 0,01 = [Cl( ]

2

Vi kender reaktionsligningen ..CuCl.(s) . → .Cu'.(aq) + ...Cl( Start

0

0

Ændring

x

0,01

Ligevægt

x

0,01+x

Da det er opløst i HCL, vil der være mere Cl end Cu, og derfor er de ikke lig med hinanden. Vi kender opløselighedsproduktet K ;9 = [Cu' ] ∙ [Cl(] = x(x + 0,01) = x, + x ∙ 0,01 0 = x, + x ∙ 0,01 − K ;9 Ksp kender vi fra forrige opgave: K ;9 = 1,57 ∙ 10(< M, 0 = x, + x ∙ 0,01 − 1,57 ∙ 10(< Benyttelse af diskreminant: 0 = x, + x ∙ 0,01 − 1,57 ∙ 10(< a=1 b = 0,01 c = −1,57 ∙ 10(< x = 1,5 ∙ 10(= M (bruger den positive værdi) Nu kender vi koncentrationen (M), og kan derfra beregne hvor meget der kan opløses i 1 L n = c ∙ V = 1,5. ∙ 10(= M ∙ 1L = 1,5 ∙ 10(= mol Nu kan vi beregne massen m = n ∙ M = 1,5 ∗ 10(= mol. ∙ 101,0 ?@A >

m = 0,001515.g Der kan altså opløses 0,001515 g i 1 L HCL

3

Januar 2020: Opgave 3: Opløselighedsprodukt

Bariumsulfat (𝑩𝒂𝑺𝑶𝟒 ) opløses i et bægerglas med 100,00 ml vand (0,1 L vand) (stuetemperatur). Der kan i alt opløses 0,2448 mg 𝒈 Molvægten for 𝑩𝒂𝑺𝑶𝟒 = 𝟐𝟑𝟑, 𝟒 𝒎𝒐𝒍 a) Reaktionsligning Opskriv en afstemt reaktionsligning for opløsning af 𝑩𝒂𝑺𝑶𝟒 .i vand 𝐵𝑎𝑆𝑂/( 𝑠)+ 𝐻, 𝑂(𝑙) ↔ 𝐵𝑎,' + 𝑆𝑂/,((𝑎𝑞) + 𝐻, 𝑂(𝑎𝑞) Vand ses på begge sider, og er derfor en tilskuerion og forsvinder. Den afstemte reaktionsligning (net ion equation) er… 𝐵𝑎𝑆𝑂/( 𝑠 ) ↔ 𝐵𝑎,' (𝑎𝑞) + 𝑆𝑂/,((𝑎𝑞 ) b) Opløselighedsprodukt Beregn bariumsulfats opløselighedsprodukt i dette forsøg Vi kender formlen for beregning af opløselighedsproduktet… 𝐾G* = [𝐵𝑎,' ] ∙ [𝑆𝑂/,( ] Vi skal altså bruge koncentrationerne af de 2. Vi ved at [ 𝐵𝑎,' ] = [𝑆𝑂/,( ] Vi ønsker at finde koncentrationen først. Dette gør vi ved formlen… 𝑛=

% +

Vi beregner først n, stofmængden for bagefter at kunne anvende formlen 𝑐=I

H

Og udfra denne formel kan vi beregne koncentrationen. 𝑛= 𝑐=

-,,//JK%$

= 1,05 ∙ 10(Lmol

!" !#$ .,-=∙.-'( ?@A

,88/--

-,.M

= 1.05 ∙ 10(= .𝑀.g

h

%&# M

Nu kan vi indsætte i formlen for vores opløselighedsprodukt 𝐾)* = 1.05 ∙ 10(= .𝑀 ∙ 1.05 ∙ 10(= .𝑀 =1.1 ∙ 10(.- .𝑀, c) Opløsning af produkt Beregn hvor meget bariumsulfat der kan opløses i 1 L 0,1 M 𝑲𝟐 𝑺𝑶𝟒 (angiv svaret i gram)

4

Vi anvender først udtrykket for reaktionens forløb, skrevet i a). 𝐵𝑎𝑆𝑂/ (𝑠) .... ↔ ............𝐵𝑎,' (𝑎𝑞) ...... + .............𝑆𝑂,( / (𝑎𝑞) Start 0 0,1M Ændring x x Ligevægt x 0,1M+x Vi ved at… 𝐾G* = [𝐵𝑎,' ] ∙ [𝑆𝑂/,( ] Dette kan også skrives som… 𝐾G* = [𝐵𝑎,' ] ∙ [𝑆𝑂/,(] = 𝑥 ∙ (0,1𝑀 + 𝑥) = 𝑥 , + 0,1𝑀 ∙ 𝑥 Hvis vi isolerer alt på den ene side, får vi… 𝑥 , + 0,1 ∙ 𝑥 − 𝐾)* = 0 Vi har nu en andengradsligning, hvor vi skal identificere henholdsvis a, b og c 𝑎=1 𝑏 = 0,1 𝑐 = 𝐾)* = −1,1 ∙ 10(.Vi løser ligningen for x 𝑥. = 1,1 ∙ 10(O 𝑥, = −0,100000001 Vi skal anvende den positive værdi for x. Nu kender vi koncentrationen af opløsningen. Vi anvender derfor ligningerne 𝑐=I Her ønsker vi at finde stofmængden (n), da vi kender c og V H

𝑛= + Her ønsker vi at finde m, da vi kender n og M (da det er massen af stof, som vi ønsker at finde. %

𝑛 = 𝑐 ∙ 𝑉 = 1,1 ∙ 10(O 𝑀 ∙ 1𝐿 = 1,1 ∙ 10(O 𝑚𝑜𝑙 $ 𝑚 = 𝑛 ∙ 𝑀 = 1,1 ∙ 10(O 𝑚𝑜𝑙 ∙ 233,4 =. 2,57 ∙ 10(< 𝑔 kan opløses i 1 liter %&#

Januar 2028: Opgave 2 Opløselighedsproduktet af kobber (II)hydroxid er Ksp = 3,04٠10-20 M3. a) Reaktionsligning (kobber (II)hydroxid) Opskriv en afstemt reaktionsligning for opløsning af kobber (II)hydroxid. 𝐶𝑢(𝑂𝐻), (𝑠) → 𝐶𝑢 ,' (𝑎𝑞) + 2𝑂𝐻( (𝑎𝑞) b) Beregning af koncentration Beregn koncentrationen af kobber (II)-ionen ved pH 7,0

5

Vi kan starte med at opstille udtrykket for ksp 𝐾)* = [𝐶𝑢 ,'][𝑂𝐻( ], Vi ønsker at finde koncentrationen af Cu2+ Vi ved at koncentrationen af [OH-] ved pH 7 er… [𝑂𝐻( ] = 10(< Nu kan vi indsætte i løsningen for Cu i Ksp P)* ,∗[ST ' ]

= [ 𝐶𝑢 ,']

[𝐶𝑢 ,' ] =

8,-/∗.-'+, = 3,04 .-'-.

∗ 10(L 𝑀

Februar 2017: Opgave 3 Opløselighedsproduktet for kviksølv (II)iodid er Ksp (HgI2) = 2,9· 10−29 M3. Komplexdannelseskonstanten for tetraiodomercurat (II) er Kf (HgI42−) = 2,0· 1029 M−4. Molmassen af kviksølv (II)iodid er 454,40 g/mol. a) Reaktionsligning HgI2 Opskriv en afstemt reaktionsligning for opløsning af HgI2 (s). 𝐻𝑔𝐼, (𝑠 ) ↔ 𝐻𝑔,'(𝑎𝑞 ) + 2𝐼( (𝑎𝑞)

6

b) Reaktionsligning for komplexdannelse Opskriv en afstemt reaktionsligning for komplexdannelsen mellem Hg2+ og I−.

c) Koblede ligevægt HgI2 + ligevægtskonstant Opskriv den koblede ligevægt som viser at HgI2 (s) opløses i overskud af iodid, og beregn ligevægtskonstanten.

d) Hvor meget kan der opløses? Hvor mange gram HgI2 (s) kan opløses i 1 L natriumiodid (0,1 M).

Januar 2017: Opgave 3 Opløselighedsproduktet for sølvarsenat er Ksp (Ag3AsO4) = 1,08· 10−22 M3. Komplexdannelseskonstanten for diamminsølv(I) er Kf (Ag (NH3)2+) = 3,2· 106 M−2. Molmassen af sølvarsenat er 462,52 g/mol. a) Reaktionsligning Ag3sO4 Opskriv en afstemt reaktionsligning for opløsning af Ag3AsO4 (s). 𝐴𝑔8 𝐴𝑠𝑂/ (𝑠) ↔ 3𝐴𝑔' + 𝐴𝑠𝑂/(8

7

b) Reaktionsligning Ag+ og NH3 Opskriv en afstemt reaktionsligning for komplexdannelsen mellem Ag+ og NH3. 𝐴𝑔' + 2𝑁𝐻8 ↔ [ 𝐴𝑔(𝑁𝐻8 ), ]' c) Koblede ligevægt Opskriv den koblede ligevægt som viser at Ag3AsO4 (s) opløses i ammoniakvand, og beregn ligevægtskonstanten. 𝐴𝑔8 𝐴𝑠𝑂/ (𝑠 ) + 6𝑁𝐻8 (𝑎𝑞) ↔ 3[𝐴𝑔 (𝑁𝐻8), ] ' (𝑎𝑞) + 𝐴𝑠𝑂/(, (𝑎𝑞) 𝐾#V$WXæ$Z = 𝐾)* ∗ 𝐾[8 = 1,08 ∗ 10(,, 𝑀(8 ∗ (3,2 ∗ 10L 𝑀(,)8 = 0,00345.𝑀(, (Kf opløftes i 3, da der står et 3 tal foran komplekset) d) Hvor meget kan opløses? Hvor mange gram Ag3AsO4 (s) kan opløses i 1 L ammoniakvand (2 M). 𝐴𝑔8 𝐴𝑠𝑂/ (𝑠 ) ..... + ........6𝑁𝐻8 (𝑎𝑞 ) ....... ↔ ....... 3[𝐴𝑔 (𝑁𝐻8 ),]' (𝑎𝑞) ..... + ......𝐴𝑠𝑂/(, (𝑎𝑞) Start 2 0 0 Ligevægt 2-6x 3x x Løsningen for x bliver 0,137 og 1,141 Vi siger nu… 𝑚&*#ø)W) = 𝑥Xæ]^V ∗ 𝑀.(𝑔𝑖𝑣𝑒𝑡.𝑖.𝑜𝑝𝑔𝑎𝑣𝑒𝑛) $ 𝑚&*#ø)W) = 0,137𝑚𝑜𝑙 ∗ 462,52 = 63,32.𝑔 %&#

Februar 2016: Opgave 3 Opløselighedsproduktet for sølvcyanid er Ksp (AgCN) = 1,2· 10-16 M2. Komplexdannelseskonstanten for dicyanoargentat(I) er Kf (Ag (CN)2-) = 7,9· 1020 M-2. Molmassen af sølvcyanid er 133,89 g/mol. a) Reaktionsligning for AgCN Opskriv en afstemt reaktionsligning for opløsning af AgCN (s). 𝐴𝑔𝐶𝑁(𝑠) ↔ 𝐴𝑔' (𝑎𝑞) + 𝐶𝑁 ( (𝑎𝑞)

8

b) Reaktionsligning Opskriv en afstemt reaktionsligning for dannelsen af Ag (CN)2- (aq). ( 𝐴𝑔'(𝑎𝑞) + 2𝐶𝑁 ( ↔ 𝐴𝑔(𝐶𝑁) , c) Koblede ligevægt og ligevægtskonstant Opskriv den koblede ligevægt, som opstår når AgCN (s) opløses i overskud af cyanidioner og Ag (CN)2- dannes. Beregn ligevægtskonstanten. 𝐴𝑔𝐶𝑁(𝑠) + 𝐶𝑁 ((𝑎𝑞 ) ↔ [𝐴𝑔(𝐶𝑁) , ]((𝑎𝑞) (dette er en kobling af de 2 forgangne ligevægte) 𝐾#V$WXæ$Z = 𝐾)* ∗ 𝐾[ = (1,2 ∗ 10(.L 𝑀,) ∗ ( 7,9 ∗ 10,- 𝑀(,) = 9,48 ∗ 10/ d) Hvor meget kan der opløses? Hvor mange gram AgCN kan opløses i 1 L 0,010 M NaCN? 𝐴𝑔𝐶𝑁 (𝑠) .......... + ...............𝐶𝑁 ((𝑎𝑞) ............. ↔ ..............[𝐴𝑔(𝐶𝑁 ), ]((𝑎𝑞) Start 0,010 M 0 Ligevægt 0,010-x x 𝑘#V$WXæ$Z =

_ -,-.-(_

= 9,48 ∗ 10/

Vi isolerer x 𝑥 = 9,48 ∗ 10/ ∗ (0,01 − 𝑥) Gang ind i parentes 𝑥 = 948 − 9,48 ∗ 10/ ∗ 𝑥 𝑥 + 9,48 ∗ 10/ ∗ 𝑥 = 948 𝑥 = 0,01 Dette er koncentrationen, nu skal vi finde massen, 𝑛 = 𝑐 ∗ 𝑉 → 0,01 ∗ 1𝐿 = 0,01 $ 𝑚 = 𝑛 ∗ 𝑀 → 0,01𝑚𝑜𝑙 ∗ 133,89 %&# = 1,34.𝑔

Januar 2016: Opgave 4 Opløselighedproduktet for zinkhydroxid er Ksp (Zn (OH)2 ) = 3,04· 10-17M3 Komplexdannelseskonstanten for tetrahydroxozinkat er Kf(Zn(OH)42-) = 2,5· 1013 M-4 Molmassen af zinkhydroxid er 99,42 g/mol a) Reaktionsligning for Zn (OH)2 Opskriv en afstemt reaktionsligning for opløsning af Zn (OH)2 (s). 𝑍𝑛( 𝑂𝐻), ↔ 𝑍𝑛,' + 2𝑂𝐻(

9

b) Reaktionsligning for Zn (OH)42Opskriv en afstemt reaktionsligning for dannelsen af Zn (OH)42- (aq). 𝑍𝑛,' + 4𝑂𝐻( ↔ 𝑍𝑛(𝑂𝐻 ),( / c) Koblede ligevægt + beregn ligevægtskonstant Opskriv den koblede ligevægt som viser at Zn (OH)2 (s) opløses i overskud af base, og beregn ligevægtskonstanten. 𝑍𝑛( 𝑂𝐻),(𝑠 ) + 2𝑂𝐻( (𝑎𝑞) ↔ 𝑍𝑛(𝑂𝐻),( / (𝑎𝑞) (Først sætter vi 𝑍𝑛 (𝑂𝐻), fra først ligning. Så går noget fra højresiden af første ligning ud med noget fra venstresiden anden ligning. Så har vi kun 2𝑂𝐻( tilbage fra de 2 sider. Pil hen. Det eneste vi nu har tilbage er 𝑍𝑛 (𝑂𝐻 ),( / .fra højresiden på reaktion 2 tilbage. (sammenkobling af de 2 reaktioner) 𝐾#V$WXæ$Z = 𝐾)* ∗ 𝐾[ = (3,04 ∗ 10(.< 𝑀8 ) ∗ (2,5 ∗ 10.8𝑀(/) = 7,6 ∗ 10(/ 𝑀(. d) Hvor mange gram kan opløses? Hvor mange gram Zn (OH)2 (s) kan opløses i 1 L 1 M NaOH? Vi ønsker først at finde koncentrationens, da vi kender Volumen og molarmassen.

Start Ligevægt

𝑍𝑛( 𝑂𝐻) ,(𝑠 ) .......... + ..............2𝑂𝐻(( 𝑎𝑞) .......... ↔ ...............𝑍𝑛(𝑂𝐻),( / (𝑎𝑞) 1M 0 1M-2x x

𝐾#V$WXæ$Z = .(,_ = 7,6 ∗ 10(/ 𝑀(. Vi isolerer x. _ ∗ (1 − 2𝑥 ) = 7,6 ∗ 10(/ 𝑀(. ... ∗ (1 − 2x). .(,_ 𝑥 = 7,6 ∗ 10(/ 𝑀(. ... ∗ (1 − 2x). Gang ind i parentesen 𝑥 = 7,6 ∗ 10(/ 𝑀(. − 1,52 ∗ 10(/ 𝑥 𝑥 + 1,52 ∗ 10(/ 𝑥 = 7,6 ∗ 10(/ _

x=x z=1,52 ∗ 10(/ y=7,6 ∗ 10(/ 𝑥 = 0,00076 Dette er koncentrationen. Nu skal vi finde massen Vi anvender derfor ligningerne 𝑐= I Her ønsker vi at finde stofmængden (n), da vi kender c og V H

10

𝑛 = 𝑐 ∗ 𝑉 = 0,00076 ∗ 1𝐿 = 0,00076 Nu vil vi finde massen 𝑛= + Her ønsker vi at finde m, da vi kender n og M (da det er massen af stof, som vi ønsker at finde. $ 𝑚 = 𝑛 ∗ 𝑀 = 0,00076.𝑚𝑜𝑙 ∗ 99,42 %&# = 0,075.𝑔 %

11...