Rapport om Ostwalds Fortyndingslov | Kemi A

Side 1

2008

Sandra Pedersen 2.XY

Forsøget udført tirsdag d. 08-01-08

HTX 2. år

Jagtvej 163

2200 København N

Kemi A – Syre & Protolyse

Side 2

2

Formål

At bevise Ostwalds fortyndingslov

Teori

En syre-basereaktion kendes også som en protolyse. Selve ordet bliver brugt til som en fællesbetegnelse for både syrer og baser. Kan en protolyt både fungere som en syre og en base, så kaldes de en amfolyt. Ligesom er findes amfolyter, så findes der også aprot som hverken kan fraspalte eller optage et hydrogen.

For at en syre kan være en syre, bliver den nød til at have en hydrogen ellers er det ikke muligt at foretage en syre-basereaktion, da der ikke kan ske en protonoverførsel. For at en base kan være en base, skal den indeholde et ledigt elektronpar. Basen bruger nemlig dette ledige elektronpar til at binde en proton til sig med en kovalent binding.

Når en syre afgiver en hydrogen, H^{+}, dannes der en forbindelse som kan optage et hydrogen. Syrens

korresponderende base, hvilket vil sige at syren og dens korresponderende base danner et par sammen, og er altså et korresponderende syre-base par. Tilsvarende når en base optager en hydrogen, så kan den i princippet også afgive dette hydrogen igen og derved fungere den også som en syre. Disse to par bliver tit fremskrevet af syre og base, og base og syre. Sådanne to syre-base

1 1 2 2 par udgør tilsammen en syre-base reaktion. Det kan eksempelvis ses i reaktionsskemaer med eddikesyre og basen vand eller med syren vand og basen ammoniak. Vand kan optræde både som base og syre, da vand er en amfolyt, hvilket giver vand denne egenskab.

Chlorundersyrling, HCIO, som har en pK

S på 7,53, er en svag syre og i denne opløsning reagere chlorundersyrling med vand og bliver til sin korresponderende base.

HCIO + H_{2} O ⇌ CIO^{-} + H_{3} O^{+}
Syre_{1} Base_{2} Base_{1} Syre_{2}

Som det kan ses i reaktionen, så er der to par bestående af syre og base, samt base og syre. Disse

1 1 2 2 par kaldes for et korresponderende syre-basepar. I parret syre og base, bliver basen H O til sin

2 2 2

korresponderende base, H O^{+}. Dette skyldes at H O er amfolyt og derfor kan fungere som både som

3 2

syre og som base. H O optager en proton og bliver til H O^{+}. Tilsvarende bliver syren

2 3

                                                 -
chlorundersyrling, HCIO, til sin korresponderende syre, CIO .

En proton kan ikke eksistere frit i et kemisk miljø. Det er vigtigt at huske at protonen er en ”nøgen” atomkerne. En syre har kun mulighed for at reagere som en syre, hvis der er en base til stede, som kan optage protonen.

Med disse syre-base par kan vi skrive en normalt reaktionsskema således:

S_{1} + B_{2} B_{1} + S_{2}

⇌

Man læse altid et reaktionsskema fra venstre og mod højre og når vi gør dette med denne syre-base reaktion, så læser vi at syren S

1 2 1 afgiver en proton til base B

. På denne måde bliver S omdannet til sin korresponderende base B og på tilsvarende måde bliver base B omdannet til sin

1 2 korresponderende syre S.

2

Side 3

3

Selve ordet pH kommer af pondus Hydrogenii, hvilket betyder ”vægt/vægtning af hydrogenioner”.

I kemiens verden, bliver pH brugt som et begreb som beskriver en opløsnings surhedsgrad. Det er altså et udtryk for hvor meget og hvor stærk en syre eller en base, som befinder sig i en opløsning.

Det de danske kemikere, Søren Peder Lauritz Sørensen og Johannes Nicolaus Brønsted der introducerede det kemiske begreb, pH. Oversat til dansk så betyder pH; p står for ”potens” og H

står for Hydrogen-ionen (H^{+}).

pH fortæller hvor mange H^{+} ioner der er i en opløsning, yderligere kan man også sige at pH
fortæller for stor koncentrationen af H O^{+} er i opløsningen. pH er et mål for en opløsning

3 surhedsgrad. Det når en surhedsgrad vokser vil pH gå hen og bliver mindre. En opløsnings pH-

værdi kan blive defineret ved at tage –log til koncentrationen af H O^{+}.

3

pH = –log[H O^{+}]

3

I kemiens verden findes der også noget kaldes pOH. pOH er det ”modsatte” af pH. pH fortæller

noget om antallet af H O^{+}, hvor at pOH fortæller noget om OH^{-}. På samme måde som med pH, kan

3 man definerer pOH-værdien helt analogt til pH definitionen. En opløsningens pOH-værdi kan blive

                                         -
defineret ved at tage –log til koncentrationen af OH .

pOH = –log[OH^{-}]

En opløsning med en meget lav pH-værdi, altså en meget sur opløsningen, vil have en meget høj pOH-værdi. Det samme gælder for basiske opløsninger, blot omvendt, altså en opløsning med en meget høj pH-værdi, vil have en meget lav pOH-værdi.

Ligevægtsloven for rent vand og vandige opløsninger siger:

[H O^{+}]·[OH^{-}] = K

3 V

K er temperaturafhængig, men når der bliver arbejdet med opløsninger bliver det gjort ved 25 °C.

V

Yderligere ved man at K er 1,0·10^{-14} M^{2} og ud over K, så ved man også at pK ved denne

V V V temperatur er lig 14. Man definerer pK

V

, ligesom man definerer pH og pOH.

pK = –logK

V V

Summen af pH og pOH er lige pK, altså 14, samt er produktet af koncentrationen af [H O^{+}] og

V 3

    -               -14  2
[OH ] lig K , altså 1,0·10 M . Altså er pK og K ved 25 °C defineret ved:

V V V

pK = pH + pOH = 14

V

K = [H O^{+}]·[OH^{-}] = 1,0·10^{-14} M^{2}

V 3

Eksempelvis med rent vand. Rent vand, er neutralt og har en pH-værdi på 7. Dette vil sige at [H O^{+}]

3

      -                             -7
og [OH ] er ens, altså ved 25 °C, altså 1,0·10 M. På grundlag af dette kan man udregne K

V således:

Side 4

4

K = [H O^{+}]·[OH^{-}] = 1,0·10^{-7} M · 1,0·10^{-7} M = 1,0·10^{-14} M^{2}

V 3

Ud fra disse informationer kan man definerer en sur, neutral og basisk opløsning.

Sur opløsning [H O^{+}] > 1,0·10^{-7} M pH < 7

3

Neutral opløsning [H O^{+}] = 1,0·10^{-7} M pH = 7

3

Basisk opløsning [H O^{+}] < 1,0·10^{-7} M pH > 7

3 pH kan måles på forskellige måder. Der findes pH-meter, som består af to elektroder, pH indikator i papirform og væskeform, samt titrering.

En pH-meter er et voltmeter med en meget stor resistans. Den hyppigste metode til måling af pH foregår med en pH-meter som også kaldes en potentiometriske proces. Denne pH-meter består af to elektroder, en glaselektrode og en calomelelektrode. Den spændingsforskel der er mellem de to elektroder er afhængig af opløsningens pH og denne pH-værdi kan afløses på pH-metret.

Glaselektroden er meget pH-følsom, som måler brint ion aktiviteten og derved frembringer den et elektrisk potentiale proportionalt med graden af brint ion aktiviteten. Den anden elektrode, calomelelektroden fungerer som en referenceelektrode, som afgiver en nogenlunde konstant spænding. Årsagen til at der er to elektroder i et pH-meter, er at man skal bruge to elektroder for at kunne måle spændingsforskellen.

En pH-meter er meget præcist, men også meget sårbart overfor dens fysiske omgivelser, hvilket vil sige at den nemt kan blive ødelagt. Ydermere er et pH-meter meget dyrt.

pH indikator både på papirform, er meget godt til at bestemme pH er af en væske eller opløsning.

Det er dog ikke særlig præcist, i forhold til en pH-meter. Skal man arbejde med meget præcise tal, skal man ikke bruge pH indikator på papirform.

En pH indikator i væske form kan være mange forskellige farver afhængig af surhedsgraden af den opløsning der bliver arbejdet med. Sådanne indikatorer anvendes tit i forbindelse med kolorimetriske syre-basetitrering. Her er nogle eksempler på pH indikator med bestemte pH-områder, samt deres farver for en sur opløsning og en basisk opløsning.

Indikator Sur farve pH område Basisk farve

Methylviolet gul 0-2 violet

Thymolblå rød 1,2-2,8 gul

Bromphenolblå gul 3,0-4,6 mørkeblå

Methylorange rød 3,1-4,4 gul-orange

Methylrød rød 4,4-6,2 gul

Lakmus rød 4,5-8,3 blå

Bromcresolblå gul 5,2-6,8 mørkeblå

Bromthymolblå gul 6,0-7,6 blå

Phenolrød gul 6,4-8,2 rød

Thymolphthalein farveløs 9,3-10,5 blå

Alizaringul gul 10,1-11,1 lilla

Side 5

5

Ligesom pH indikator i papirform, så er denne titreringsmetode heller ikke særlig præcis.

Titreringsmetoden er fint nok til at demonstrere forsøg, men ved et forsøg hvor der skal regnes med meget nøjagtige målinger, så er pH-metret stadig det bedste.

Syre betegnet med S, uanset hvilke syrer der er tale om. En syrers styrke kan beskrives med en reaktion med vand. Altså:

S + H O B + H O^{+}

2 3

⇌

Syre-base ligevægte indstiller sig meget hurtigt. Man der kan derfor bruge ligevægtsloven til at syrens ligevægtskonstant, altså K.

S

Denne ligevægtskonstant K er et mål for syrens styrke. Den kendes også som syrens

S styrkekonstant. En ligevægtskonstant er uafhængig af syrens koncentration i opløsningen, dog skal det huskes at det er fortyndede vandige opløsninger der bliver brugt. På den anden side er ligevægtskonstanten en temperaturafhængig stofkonstant. Enhver syre har dens egen bestemte K - S værdi.

Denne K beskriver ud fra dens størrelse hvor stærk syren er. En svag syre med en meget lille K - S S værdi reagerer næsten ikke med vand, hvilket vil sige at den protolysegrad også vil være meget lille.

Sådan en ligevægt ligger meget langt mod venstre.

På den anden side har en stærk syre en meget stor K

S

-værdi, hvilket vil sige at den nærmest reagere fuldstændigt med vand, hvilket yderligere vil betyde at syrens protolysegrad vil være meget tæt på

1. Sådan en ligevægt ligger meget langt mod højre.

Syre kan også inddeles i grupper ud fra hvor mange protoner de kan afgive. Eksempelvis er HCl,

CH COOH og HSO^{-} er alle monoprote syrer som kan afgive en proton. Syrer som H SO og H S

3 3 2 4 2 kaldes for diprote syrer, som kan afgive to protoner og syrer som H

3 4

PO er triprote syrer, som kan afgive tre protoner.

Eksempelvis har vi hydrogensulfid i følgende ligevægte.

H_{2} S + H_{2} O HS^{-} + H_{3} O

⇌

HS^{-} + H_{2} O S^{2-} + H_{3} O

⇌

Til hvert trin tilhører en K

S S1 S2

-værdi og de bliver beskrevet som K og K

, de kaldes også for første og anden styrkekonstant for hydrogensulfid. Ser man helt firkantet på det, så er det i virkeligheden kun K der er den rigtige styrkekonstant for hydrogensulfid.

S1

K = K (H S) K = K (HS^{-})

S1 S 2 S2 S

En syre kan også blive beskrevet med den styrkeeksponent, pK

S

. Denne styrkeeksponent er en slags modsætning til K

S S S

. Hvor en stærk syre har en stor K

-værdi, så har den en lille pK

-værdi og omvendt med svage syrer. pK bliver defineret således:

S

Side 6

6

pK = -logK

S S

Base betegnet med B, uanset hvilke base der er tale om. En bases styrke kan beskrives med en reaktion med vand.

H O + B OH^{-} + S

2

⇌

Yderligere kan man også definerer basens styrke med den ligevægtsbrøk, som tidligere gjort med syre.

K

B B kaldes for styrkekonstanten for en base. Denne K beskriver ud fra dens størrelse hvor stærk basen er. En svag base med en meget lille K

B

-værdi reagerer næsten ikke med vand, hvilket vil sige at den protolysegrad også vil være meget lille. Sådan en ligevægt ligger meget langt mod venstre.

På den anden side har en stærk base en meget stor K

B

-værdi, hvilket vil sige at den nærmest reagere fuldstændigt med vand, hvilket yderligere vil betyde at basens protolysegrad vil være meget tæt på

1. Sådan en ligevægt ligger meget langt mod højre.

Yderligere har base også en pK

B S

, som ligesom pK

, beskriver basens styrkeeksponent. En stærk base der har en stor K

B B B

-værdi, så har den en lille pK

-værdi og omvendt med svage syrer. pK bliver defineret således:

pK = -logK

B B

Når der bliver talt om syrer, kan der tales om stærke syrer og koncentrerede syrer. En stærk syre, er en syre der har en stor K

S

, altså en stor styrkekonstant. Hvoraf en koncentreret syre er mængden af

mol pr. liter, som også kendestegnes med M (mol/liter). M står for koncentration, er der i opløsning.

Apparatur

▪ To målekobler, 250 mL

▪ Dråbepipette

▪ Vægt

▪ Pipette, 25 mL med sugebold

▪ Plasticbæger 25 mL

▪ pH-meter

▪ puffer, pH = 4,01

Kemikalier

▪ NaHSO

4

▪ HCOOH

▪ CH COOH

3

Side 7

7

Fremgangsmåde

Igennem dette eksperiment bliver der arbejdes med to helt rene stoffer og et meget koncentreret

                           -
stof. Hydrogensulfat-ionen, HSO

4 4

, fås fra stoffet NaHSO

. Som forberedelse til denne øvelse er der blevet udregnet hvor stor en mængde af det stofferne er skal til, for at få en opløsning af 250 mL med en formel koncentration på 0,100 M.

I dette forsøg skal der arbejdes meget omhyggeligt og renligt.

Først bliver der fremstillet opløsninger på 250 mL, med de tre stoffer med en c på 0,100 M.

S

Opløsningerne laves i en 250mL målekolber. Dette gør man ved at opveje de tre bestemte stoffer, så ledes at de passer til de tidligere udregnede masser. Derefter hældes der op til 250ml med demineraliseret vand. Dette gøres med alle tre forskellige syrer.

Nu skal pH-metret tilpasser. Justér derefter apparatet med en såkaldt puffer-opløsning med pH 7,4 og 2,0. Det er vigtigt at huske på altid at kalibrere med syren som den sidste, hvis det er syrer der skal måles på, og selvfølgelig omvendt når det er baser.

Man kan anvende et lille plastikbæger til målingen.

Først skylles bæger og elektroder med demineraliseret vand.

Derefter hældes noget af den opløsning der skal måles på, op i et lille bægerglas, og der måles med elektroden.

Derefter fortyndes 25ml af resten af væsken, og der hældes op til 250ml med demineraliseret vand.

Der måles herefter igen, på denne fortynding, men inden der måles, skal elektroden og bægerglasset skylles med demineraliseret vand.

Der fortyndes derefter igen, på samme vis som før, og der måles igen.

Dette gentages med alle de væsker der skal måles på.

HUSK AT NOTÉRE RESULTATERNE!

Side 8

8

Resultatskemaer

CH COOH c 0,100 M c 0,0100 M c 0,00100 M

3 S S S

pH | 3.15 | 3,63 | 4,26

[H O^{+}] 7,079∙10^{-4} M 2,344∙10^{-4} M 5,495∙10^{-5} M

3

[CH COO^{-}] 7,079∙10^{-4} M 2,344∙10^{-4} M 5,495∙10^{-5} M

3

[CH COOH] 0,0993 M 9,766∙10^{-3} M 9,45∙10^{-4} M

3

5,047∙10^{-6} M 5,626∙10^{-6} M 3,195∙10^{-6} M

α 7,079∙10-3 ≈ 0,7 % 0,023 ≈ 2,3 % 0,055 ≈ 5,5 %

HCOOH c 0,100 M c 0,0100 M c 0,00100 M

S S S

pH | 2,68 | 3,18 | 3,71

[H O^{+}] 2,089∙10^{-3} M 6,607∙10^{-4} M 1,95∙10^{-4} M

3

[HCOO^{-}] 2,089∙10^{-3} M 6,607∙10^{-4} M 1,95∙10^{-4} M
[HCOOH] 0,098 M 9,339∙10^{-3} M 8,05∙10^{-4} M
4,453∙10^{-5} M 4,674∙10^{-5} M 4,724∙10^{-5} M

α 0,021 ≈ 2,1 % 0,066 ≈ 6,6 % 0,195 ≈ 19,5 %

HSO^{-} c 0,100 M c 0,0100 M c 0,00100 M

4 S S S

pH | 1,68 | 2,33 | 3,17

[H O^{+}] 0,021 M 4,677∙10^{-3} M 6,761∙10^{-4} M

3

[SO^{2-}] 0,021 M 4,677∙10^{-3} M 6,761∙10^{-4} M

4

[HSO^{-}] 0,079 M 5,323∙10^{-3} M 3,239∙10^{-4} M

4

5,582∙10^{-3} M 4,109∙10^{-3} M 1,411·10^{-3} M

α 0,21 ≈ 21 % 0,468 ≈ 46 % 0,676 ≈ 67,6 %

Side 9

9

Efterbehandling

1. For at udføre dette forsøg, skulle der først udregnes hvor meget af de tre bestemte stoffer der skulle komme opblandes i en opløsning med 0,250 L for at må en 0,100 M. Det første der blev

gjort var at finde antal g/mol de enkelte stoffer bestod af.

Dernæst skulle man finde stofmængden, n, som skulle bruges til at fortælle hvor mange mol der skulle bruges til opløsningen. Dette gjorde man ved at gange koncentrationen, c, med

volumenet, V, – altså n = c · V.
Ud fra de kendte antal mol og g/mol, kunne man finde massen, der skulle bruges til at dannes en
0,250 L opløsningens med 0,100 M. Dette gjorde man ved at gange stofmængde, n, med g/mol,
M, – altså m = n · M.

Eddikesyres fremstilling

M 2 12⋅ 011, + 2 16⋅ 4 1⋅ 008, + 60 05,

CH COOH

3 g g g g mol mol mol mol

⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞

⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

n_{3} c V⋅ 0 100M 0⋅, 250L 0, 0250mol,

CH COOH

m           n        ⋅ 0 0250mol 60⋅, 05 M            1, 50g,
               3         3

CH COOH CH COOH CH COOH

3 g mol

1,50 g en eddikesyre til 0,250 L

Myresyres fremstilling

M 12 011 + 2 16⋅ 2 1⋅ 008, + 46, 03,

HCOOH ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ g g g g mol mol mol mol

⎛ ⎞ ⎛ ⎞

⎝ ⎠ ⎝ ⎠ n c V⋅ 0 100M 0⋅, 250L 0, 0250mol,

HCOOH m n ⋅ 0 0250mol 46⋅, 03 M 1, 15g,

HCOOH HCOOH HCOOH g mol

OBS! Da vores myresyre kun er på 85 %, skal bruge:

1 15g 100⋅,

85

1 35g,

1,35 g 85 % myresyre til 0,250 L

Side 10

10

Hydrogensulfat-ions fremstilling

M 22 99 32+, 06 1+, 008 + 120, 1,

NaHSO

4 g g g g g mol mol mol mol mol

⎛_{4 16⋅} ⎞

⎜ ⎟

⎝ ⎠ n c V⋅ 0 100M 0⋅, 250L 0, 0250mol,

NaHSO

4

m         n      ⋅ 0 0250mol 120⋅, 1 M           3, 00g,
                         4

NaHSO NaHSO NaHSO

4 4 g mol

3,00 g ren NaHSO til 0,250 L

4

Nu da vi kender til at alle de mængder af de bestemte stoffer der skal i, så starter vi med at afmåle stoffer på en vægt og når vi har nået den rette vægt, blander vi resten op til mærket med

250 mL. Derved har vi fået en opløsning med denne rette mængde af de enkelte stoffer til at danne en opløsning på 250 mL med koncentrationen 0,100 M.

2. Det der sker med reaktionerne når syren bliver blandet med vand, er at syre bliver sin korresponderende base og vandet, som er amfolyt bliver til sin korresponderende syre.

Dette sker på følgende måder i de tre reaktioner med de forskellige syrer:

Eddikesyres reaktionsskema

CH COOH + H O ⇌ CH COO^{-} + H O^{+}

3 2 3 3

Myresyrens reaktionsskema

HCOOH + H O ⇌ HCOO^{-} + H O^{+}

2 3

Hydrogensulfat-ionens reaktionskema

HSO^{-} + H O ⇌ SO^{2-} + H O^{+}

4 2 4 3

3. I de overstående resultatskemaer er [H O^{+}] bliver udregnet på følgende måde. pH værdierne er

3 blevet målt med en pH-meter til forskellige værdier. Vi beregner de aktuelle koncentrationer i opløsningerne således:

[H O^{+}] = 10^{-pH}

3

Eddikesyres (CH COOH)

3 c 0,100 M c 0,0100 M c 0,00100 M

S S S

10^{-3,15} = 7,079∙10-4 M 10^{-3,63} = 2,344∙10-4 M 10^{-4,26} = 5,495∙10-5 M

Myresyrens (HCOOH) c 0,100 M c 0,0100 M c 0,00100 M

S S S

10^{-2,68} = 2,089∙10^{-3} M 10^{-3,18} = 6,607∙10^{-4} M 10^{-3,71} = 1,95∙10^{-4} M

Side 11

11

Hydrogensulfat-ionens (HSO^{-})

4 c 0,100 M c 0,0100 M c 0,00100 M

S S S

10^{-1,68} = 0,021 M 10^{-2,33} = 4,677∙10^{-3} M 10^{-3,17} = 6,761∙10^{-4} M

4. De overstående reaktionsskemaer viser at syrens korresponderende base og vandet korresponderende syre er i forholdet 1:1. Derfor har syrens korresponderende base den samme

aktuelle koncentration, som vandets korresponderende syre, [H O^{+}], som det kan ses i

3 overstående spørgsmål og resultatskemaerne.

5. Det kan ses i resultatskemaet at syrerne aktuelle koncentrationer er mindre end deres formelle koncentrationer, c. Dette skyldes at nogle af syrernes molekyler er blevet omdannet til den S korresponderende base og derved er mængden af den aktuelle koncentration mindre end syrernes formelle koncentration.

6. Syrens aktuelle koncentrationer kan beregnes ved hjælp af den korresponderende base, og reaktionsskemaerne. Dette kan det gøres ved at tage syrerens formelle koncentration og trækker den korresponderende bases aktuelle koncentration fra hinanden. På denne måde finder man ud af hvor meget af den aktuelle koncentration af syren der er tilbage i blandingen. Syrernes aktuelle koncentrationer er udregnet og står skrevet i resultatskemaerne.

Vi bruger formlen for reaktionsbrøken, til at udregne syrens styrkekonstant af de tre forskellige syre.

Eddikesyres (CH COOH)

3

c_{S} 0,100 M c_{S} 0,0100 M c_{S} 0,00100 M
= 5,047∙10^{-6}

M

= 5,626∙10^{-6} M = 3,195∙10^{-6} M

Myresyrens (HCOOH)

c_{S} 0,100 M c_{S} 0,0100 M c_{S} 0,00100 M
= 4,453∙10^{-5}

M

= 4,674∙10^{-5} M = 4,724∙10^{-5} M

Hydrogensulfat-ionens (HSO^{-})

4

c_{S} 0,100 M c_{S} 0,0100 M c_{S} 0,00100 M
= 5,582∙10^{-3} M
= 4,109∙10^{-3} M = 1,411·10^{-3} M

Side 12

12

For nu at finde ud af hvor meget af det oprindelige antal syrepartikler der er blevet omdannet til syrens korresponderende base, altså protolysegraden af syren. Dette gør vi med .

Eddikesyres (CH COOH)

3

c_{S} 0,100 M c_{S} 0,0100 M c_{S} 0,00100 M
= 7,079∙10-3 ≈ 0,7 % = 0,023 ≈ 2,3 % = 0,055 ≈ 5,5 %

Myresyrens (HCOOH)

c_{S} 0,100 M c_{S} 0,0100 M c_{S} 0,00100 M
= 0,021 ≈ 2,1 % = 0,066 ≈ 6,6 % = 0,195 ≈ 19,5 %

Hydrogensulfat-ionens (HSO^{-})

4 c 0,100 M c 0,0100 M c 0,00100 M

S S S

= 0,21 ≈ 21 %
= 0,468 ≈ 46 % = 0,676 ≈ 67,6 %

7. I de to første syren i dette forsøg, altså eddikesyre og myresyre er reaktionsbrøken rimelig konstant med kun meget små afvigelser. Dog er der større afvigelser i reaktionsbrøken med

hydrogensulfat-ionen. I mellem forsøget med 0,100 M HSO^{-} og 0,0100 M HSO^{-} er der ca. en

4 4 tredjedel forskel, men den største afvigelse der er i denne reaktionsbrøk, er reaktionsbrøken med

0,00100 M HSO^{-} er der næsten en trefjerdedel i forskel.

4

Denne store afvigelse skyldes at syren HSO^{-} er middelstærk og derfor har en høj protolysegrad,

4 hvilket vil sige at syren er næsten fuldstændig protolyseret.

8. Man kan se ud fra syrernes pH-værdier hvilke af syrerne der er den stærkeste og den svageste.

Yderligere kan det også ses på K

S S værdien. Har en syre en høj K værdi, så har den en lav pH og derfor en stærk syre og hvis en syre har en lav K

S

, så har den en høj pH og er derfor en svag syre. Selvfølge er alle syre under pH-værdien 7, for at kunne være en syre.

9. Fortynder man en syreløsning og gør c

S mindre, vil protolysegraden blive større. Dette passer i overensstemmelse med brøken i Ostwalds fortyndingslov, da K

S S er konstant og når c bliver mindre, så må α blive større.

Hvis man udskifter en middelstærk syre med en svag syre vil protolysegraden blive lavere, da mindre antal af molekylerne er blevet omdannet til syrens korresponderende base.

Side 13

13

Fejlkilder pH-metrene var ikke alle fuldstændige funktionelle.

Usikkerheder

En lille fejl på pH-målingen giver en relativ storfejl på [H O^{+}]

3

Konklusion

Ud fra vores resultater med syrerne CH

3 S

OOH og HCOOH har vi fået en meget tæt K

, hvilket bekræfter at K er konstant. Samt bliver vores protolysegrad større, desto mindre koncentration af S opløsningerne bliver, hvilket stemmer overens med Ostwalds fortyndingslov, da K er konstant.

S

I forsøget med HSO^{-} er K ikke ligeså ens som de to tidligere. K ved koncentrationen af 0,1 M og

4 S S

0,01M er der ca. en tredjedel forskel, men ved koncentrationen af 0,001 M er afgivelsen fra 0,1 M helt oppe på trefjerdedel i forskel. Dette skyldes muligvis den store usikkerhed med målingen af

[H O^{+}], da HSO^{-} er en stærk syrer og ved denne koncentration er næsten fuldstændig protolyseret.

3 4

Derfor kan jeg ikke bevise at K

S er konstant, selvom der er en stor usikkerhed ved lige præcis dette

forsøg med denne koncentration. Det er derfor ikke muligt at bekræftet dette forsøg med HSO^{-}.

4