oblicz stężenie
-
cziken920228
- Użytkownik
- Posty: 72
- Rejestracja: 26 paź 2011, o 21:48
- Płeć: Kobieta
- Lokalizacja: polska
- Podziękował: 4 razy
oblicz stężenie
Oblicz stężenie molowe jonów azotanowych(III) w roztworze, który powstał przez zmieszanie równych objętości kwasu azotowego(III) o stężeniu \(\displaystyle{ 0.34 \frac{mol}{dm ^{3}}}\) i kwasu azotowego(V) o stężeniu \(\displaystyle{ 0.08 \frac{mol}{dm ^{3}} \ \ KHNO _{2} =4,0 \cdot 10 ^{-4}}\)
Ostatnio zmieniony 28 kwie 2012, o 10:40 przez loitzl9006, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Całe wyrażenia chemiczne umieszczaj w tagach[latex] [/latex]
Powód: Całe wyrażenia chemiczne umieszczaj w tagach
-
little_chemist
- Użytkownik
- Posty: 25
- Rejestracja: 1 lis 2011, o 12:26
- Płeć: Kobieta
- Lokalizacja: Polska
- Podziękował: 7 razy
oblicz stężenie
Najpierw sprawdź czy można użyć wzorów "skróconych" (oczywiście do rozcieńczonych)
\(\displaystyle{ \frac{C}{K} \ge 400}\)
\(\displaystyle{ \frac{0,34}{4,0 \cdot 10 ^{-4}}}\) jest większe od \(\displaystyle{ 400}\) więc można skorzystać ze wzoru
\(\displaystyle{ HNO _{3} \rightarrow H^{+} + NO ^{-} _{3}}\)
\(\displaystyle{ NO ^{-} _{3} = \sqrt{K \cdot Cm}}\) wystarczy postawić.
Przy stezonym liczba jonów azotanowych V będzie równa \(\displaystyle{ 0,08 M}\) ponieważ jest to 1) steżonym kwas, nie obowiązuje P. rozcie. Ostwalda. i liczba jonów wodorowych jest równa jonom azotanowym. - tak mi się wydaje
\(\displaystyle{ \frac{C}{K} \ge 400}\)
\(\displaystyle{ \frac{0,34}{4,0 \cdot 10 ^{-4}}}\) jest większe od \(\displaystyle{ 400}\) więc można skorzystać ze wzoru
\(\displaystyle{ HNO _{3} \rightarrow H^{+} + NO ^{-} _{3}}\)
\(\displaystyle{ NO ^{-} _{3} = \sqrt{K \cdot Cm}}\) wystarczy postawić.
Przy stezonym liczba jonów azotanowych V będzie równa \(\displaystyle{ 0,08 M}\) ponieważ jest to 1) steżonym kwas, nie obowiązuje P. rozcie. Ostwalda. i liczba jonów wodorowych jest równa jonom azotanowym. - tak mi się wydaje
Ostatnio zmieniony 28 kwie 2012, o 21:05 przez loitzl9006, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Stosuj indeksy dolne.
Powód: Stosuj indeksy dolne.
-
pesel
- Użytkownik
- Posty: 1707
- Rejestracja: 8 cze 2010, o 13:09
- Płeć: Mężczyzna
- Podziękował: 1 raz
- Pomógł: 412 razy
oblicz stężenie
Fakty:
\(\displaystyle{ HNO_{2}}\) słaby kwas (niecałkowicie zdysocjowany). W roztworze obok jonów \(\displaystyle{ NO_{2}^{-}}\) istnieją niezdysocjowane cząsteczki \(\displaystyle{ HNO_{2}}\). Równowaga opisana przez stałą równowagi niezależną od stężenia.
\(\displaystyle{ HNO_{3}}\) mocny kwas kwas (całkowicie zdysocjowany). W roztworze obok jonów \(\displaystyle{ NO_{3}^{-}}\) nie istnieją niezdysocjowane cząsteczki \(\displaystyle{ HNO_{3}}\). Nie ma tu znaczenia, że jest stężony czy nie. JEST MOCNY = CAŁKOWICIE ZDYSOCJOWANY.
\(\displaystyle{ HNO_{2} \iff H^{+}+NO_{2}^{-}}\)
\(\displaystyle{ HNO_{3} \to H^{+}+NO_{3}^{-}}\)
\(\displaystyle{ K_{HNO_{2}}= \frac{[H^{+}] \cdot [NO_{2}^{-}]}{[HNO_{2}]}}\)
Jeżeli do słabego kwasu dodamy kwasu mocnego to ten dodatek spowoduje, że dysocjacja słabego cofnie się tak aby stała dysocjacji pozostała stała. Wszystko stąd, że dodatek mocnego zwiększa stężenie jonów wodorowych (licznik stałej) a więc aby stała dysocjacji pozostała stała dysocjacja musi się cofnąć (wzrost stężenia \(\displaystyle{ HNO_{2}}\) (mianownik!) oraz spadek stężenia \(\displaystyle{ NO_{3}^{-}}\) (licznik!). To samo można wywnioskować z reguły przekory.
Konsekwencje są takie, że protony praktycznie będą pochodziły tylko z dysocjacji mocnego kwasu i ich stężenie będzie równe stężeniu tego kwasu (jak widać powstają one również z dysocjacji słabego kwasu ale po pierwsze jest to słaby kwas a po drugie dodatek mocnego cofa dysocjację słabego więc udział jonów wodorowych pochodzących z dysocjacji słabego można zaniedbać.
Ponieważ zmieszano równe objętości \(\displaystyle{ HNO_{2}}\) i \(\displaystyle{ HNO_{3}}\) to ich początkowe stężenia wynoszą:
\(\displaystyle{ c_{HNO_{3}}= \frac{0.08 \ mol/dm^{3}\cdot V}{2 \cdot V} = 0.04 \ mol/dm^{3}}\)
\(\displaystyle{ c_{HNO_{2}}= \frac{0.34 \ mol/dm^{3}\cdot V}{2 \cdot V} = 0.17 \ mol/dm^{3}}\)
\(\displaystyle{ [H^{+}]=c_{HNO_{3}}}\)
oznaczmy stopień dysocjacji \(\displaystyle{ HNO_{2}}\) przez \(\displaystyle{ \alpha}\)
wtedy:
stężenie, którego szukamy:
\(\displaystyle{ [NO^{-}_{2}]=\alpha_\cdot c_{HNO_{2}}}\)
oraz:
\(\displaystyle{ [HNO_2}]= (1- \alpha)\cdot c_{HNO_{2}}}\)
UWAGA: Należy odróżnić \(\displaystyle{ [HNO_2}]}\) oraz \(\displaystyle{ c_{HNO_{2}}}\). Pierwsze to stężenie równowagowe a drugie początkowe.
Wstawiamy to wszystko do wyrażenia na stałą dysocjacji:
\(\displaystyle{ K_{HNO_{2}}= \frac{c_{HNO_{3}}\cdot [NO_{2}^{-}]}{[HNO_{2}]}= \frac{c_{HNO_{3}} \cdot \alpha_\cdot c_{HNO_{2}}}{(1- \alpha)\cdot c_{HNO_{2}}}=\frac{c_{HNO_{3}} \cdot \alpha}{(1- \alpha)}}\)
\(\displaystyle{ \alpha= \frac{K_{HNO_{2}}}{c_{HNO_{3}}+K_{HNO_{2}}}=\frac{4 \cdot 10^{-4}}{0.04 \ mol/dm^{3}+4 \cdot 10^{-4}}=9.9 \cdot 10^{-3}}\)
\(\displaystyle{ [NO^{-}_{2}]=9.9 \cdot 10^{-3} \cdot 0.17 \ mol/dm^{3}=1.68 \cdot 10^{-3} \ mol/dm^{3}}\)
Ponieważ stężenie protonów pochodzących z \(\displaystyle{ HNO_{2}}\) (które zaniedbaliśmy) jest takie samo jak stężenie jonów \(\displaystyle{ [NO^{-}_{2}]}\) i stanowi ok. 4.25% ilości protonów uzyskanych z \(\displaystyle{ HNO_{3}}\) możemy sprawdzić jak różniłby się wynik gdybyśmy je uwzględnili.
Wtedy jedyna zmiana to:
\(\displaystyle{ [H^{+}]=c_{HNO_{3}}+[H^{+}]_{z \ HNO_{2}}=c_{HNO_{3}}+\alpha \cdot c_{HNO_{2}}}\)
Wstawiamy to do równania na stałą dysocjacji:
\(\displaystyle{ K_{HNO_{2}}= \frac{(c_{HNO_{3}}+\alpha \cdot c_{HNO_{2}})\cdot \alpha \cdot c_{HNO_{2}}}{(1- \alpha)\cdot c_{HNO_{2}}}=\frac{(c_{HNO_{3}}+\alpha \cdot c_{HNO_{2}})\cdot \alpha}{(1- \alpha)}}\)
Przekształcić, rozwiązać równanie kwadratowe (wziąć tylko dodatni pierwiasatek równania) i porównać uzyskane wyniki.
\(\displaystyle{ \alpha = 9.5 \cdot 10^{-3}}\)
\(\displaystyle{ [NO^{-}_{2}]=9.5 \cdot 10^{-3} \cdot 0.17 \ mol/dm^{3}=1.615 \cdot 10^{-3} \ mol/dm^{3}}\)
A więc można było zaniedbać bo wyniki są zbliżone.
\(\displaystyle{ HNO_{2}}\) słaby kwas (niecałkowicie zdysocjowany). W roztworze obok jonów \(\displaystyle{ NO_{2}^{-}}\) istnieją niezdysocjowane cząsteczki \(\displaystyle{ HNO_{2}}\). Równowaga opisana przez stałą równowagi niezależną od stężenia.
\(\displaystyle{ HNO_{3}}\) mocny kwas kwas (całkowicie zdysocjowany). W roztworze obok jonów \(\displaystyle{ NO_{3}^{-}}\) nie istnieją niezdysocjowane cząsteczki \(\displaystyle{ HNO_{3}}\). Nie ma tu znaczenia, że jest stężony czy nie. JEST MOCNY = CAŁKOWICIE ZDYSOCJOWANY.
\(\displaystyle{ HNO_{2} \iff H^{+}+NO_{2}^{-}}\)
\(\displaystyle{ HNO_{3} \to H^{+}+NO_{3}^{-}}\)
\(\displaystyle{ K_{HNO_{2}}= \frac{[H^{+}] \cdot [NO_{2}^{-}]}{[HNO_{2}]}}\)
Jeżeli do słabego kwasu dodamy kwasu mocnego to ten dodatek spowoduje, że dysocjacja słabego cofnie się tak aby stała dysocjacji pozostała stała. Wszystko stąd, że dodatek mocnego zwiększa stężenie jonów wodorowych (licznik stałej) a więc aby stała dysocjacji pozostała stała dysocjacja musi się cofnąć (wzrost stężenia \(\displaystyle{ HNO_{2}}\) (mianownik!) oraz spadek stężenia \(\displaystyle{ NO_{3}^{-}}\) (licznik!). To samo można wywnioskować z reguły przekory.
Konsekwencje są takie, że protony praktycznie będą pochodziły tylko z dysocjacji mocnego kwasu i ich stężenie będzie równe stężeniu tego kwasu (jak widać powstają one również z dysocjacji słabego kwasu ale po pierwsze jest to słaby kwas a po drugie dodatek mocnego cofa dysocjację słabego więc udział jonów wodorowych pochodzących z dysocjacji słabego można zaniedbać.
Ponieważ zmieszano równe objętości \(\displaystyle{ HNO_{2}}\) i \(\displaystyle{ HNO_{3}}\) to ich początkowe stężenia wynoszą:
\(\displaystyle{ c_{HNO_{3}}= \frac{0.08 \ mol/dm^{3}\cdot V}{2 \cdot V} = 0.04 \ mol/dm^{3}}\)
\(\displaystyle{ c_{HNO_{2}}= \frac{0.34 \ mol/dm^{3}\cdot V}{2 \cdot V} = 0.17 \ mol/dm^{3}}\)
\(\displaystyle{ [H^{+}]=c_{HNO_{3}}}\)
oznaczmy stopień dysocjacji \(\displaystyle{ HNO_{2}}\) przez \(\displaystyle{ \alpha}\)
wtedy:
stężenie, którego szukamy:
\(\displaystyle{ [NO^{-}_{2}]=\alpha_\cdot c_{HNO_{2}}}\)
oraz:
\(\displaystyle{ [HNO_2}]= (1- \alpha)\cdot c_{HNO_{2}}}\)
UWAGA: Należy odróżnić \(\displaystyle{ [HNO_2}]}\) oraz \(\displaystyle{ c_{HNO_{2}}}\). Pierwsze to stężenie równowagowe a drugie początkowe.
Wstawiamy to wszystko do wyrażenia na stałą dysocjacji:
\(\displaystyle{ K_{HNO_{2}}= \frac{c_{HNO_{3}}\cdot [NO_{2}^{-}]}{[HNO_{2}]}= \frac{c_{HNO_{3}} \cdot \alpha_\cdot c_{HNO_{2}}}{(1- \alpha)\cdot c_{HNO_{2}}}=\frac{c_{HNO_{3}} \cdot \alpha}{(1- \alpha)}}\)
\(\displaystyle{ \alpha= \frac{K_{HNO_{2}}}{c_{HNO_{3}}+K_{HNO_{2}}}=\frac{4 \cdot 10^{-4}}{0.04 \ mol/dm^{3}+4 \cdot 10^{-4}}=9.9 \cdot 10^{-3}}\)
\(\displaystyle{ [NO^{-}_{2}]=9.9 \cdot 10^{-3} \cdot 0.17 \ mol/dm^{3}=1.68 \cdot 10^{-3} \ mol/dm^{3}}\)
Ponieważ stężenie protonów pochodzących z \(\displaystyle{ HNO_{2}}\) (które zaniedbaliśmy) jest takie samo jak stężenie jonów \(\displaystyle{ [NO^{-}_{2}]}\) i stanowi ok. 4.25% ilości protonów uzyskanych z \(\displaystyle{ HNO_{3}}\) możemy sprawdzić jak różniłby się wynik gdybyśmy je uwzględnili.
Wtedy jedyna zmiana to:
\(\displaystyle{ [H^{+}]=c_{HNO_{3}}+[H^{+}]_{z \ HNO_{2}}=c_{HNO_{3}}+\alpha \cdot c_{HNO_{2}}}\)
Wstawiamy to do równania na stałą dysocjacji:
\(\displaystyle{ K_{HNO_{2}}= \frac{(c_{HNO_{3}}+\alpha \cdot c_{HNO_{2}})\cdot \alpha \cdot c_{HNO_{2}}}{(1- \alpha)\cdot c_{HNO_{2}}}=\frac{(c_{HNO_{3}}+\alpha \cdot c_{HNO_{2}})\cdot \alpha}{(1- \alpha)}}\)
Przekształcić, rozwiązać równanie kwadratowe (wziąć tylko dodatni pierwiasatek równania) i porównać uzyskane wyniki.
\(\displaystyle{ \alpha = 9.5 \cdot 10^{-3}}\)
\(\displaystyle{ [NO^{-}_{2}]=9.5 \cdot 10^{-3} \cdot 0.17 \ mol/dm^{3}=1.615 \cdot 10^{-3} \ mol/dm^{3}}\)
A więc można było zaniedbać bo wyniki są zbliżone.