Den store kjemi-tråden

[inse]

Ja, det er akkurrat det:)

Men hvis jeg da skal lage en oppskrift med 1M eddiksyre løsning ved å tilsetter samme soffmengde Na-acetat (som jeg har valgt ut eddiksyre) vil vel bufferkapasiteten være høyere dersom jeg lager av rene stoffer istede for å løse syren og saltet av syren i vann?

[GeO]

Aha, kanskje jeg bommet litt på hva du spurte om ... Iallfall - det er stoffmengden som betyr noe her. Hvis målet ditt er å lage 1 liter bufferløsning, og du skal bruke 1 M eddiksyre til å lage den, så blir bufferkapasiteten størst hvis du tilsetter fast NaOH til ren eddiksyre. Hvis du blander ut med vann så må stoffmengden eddiksyre i en liter ferdig løsning nødvendigvis bli mindre. Eller misforstår jeg deg fortsatt nå ...?

[inse]

Jeg tror vi tenker i samme baner nå

Og gjennom denne diskusjonen har hjernen min vridd seg rundt og jeg tror med din hjelp at maksimal bufferkapasitet kan forklares avhengig av hva man er ute etter!

Tusen takk for det, jeg satser på å lage en buffer med maksimal bufferkapasitet ved å løse 41,0g Na-acetat i 0,5L eddiksyre;)

[GeO]

Fint hvis du syns vi er på riktig spor, iallfall. Jeg surret litt i stad, siden man kan jo lage en buffer enten ved å tilsette NaOH til eddiksyre til man har nøytralisert halvparten av eddiksyren, og da står man igjen med en 1:1 blanding av eddiksyre og acetat. Eller man kan tilsette like mye natriumacetat som man har eddiksyre, noe som på en måte gir en "bedre" buffer i forhold til der man starter med kun eddiksyre og NaOH, siden man får brukt all den tilgjengelige eddiksyren i bufferløsningen i stedet for å nøytralisere halvparten først. Er du med på den?

 

Beklager hvis jeg forvirret deg, jeg var bare ikke helt klar over hvilken fremgangsmetode du ville bruke. Viktig at man iallfall spesifiserer hva slags stoffer man jobber med - når du sier at du løser 41,0 g NaAc i eddiksyre så må du huske å si hvilken konsentrasjon syren har òg. Jeg går ut fra at det fortsatt er 1 M, og da burde resultatet bli bra.

[inse]

Ja tusen takk, virkelig, dette var stort til hjelp! Jeg forstod nå teorien din at eddiksyreacetat buffer laget av Na-acetat gir bedre effekt enn tilsvarende laget av NaOH, jippi:)

Deilig å komme lennger i forståelsen, takk til deg igjen!

Det er øvelse til kjemitentamen som står i fokus, og når noe er litt diffust er det flott at du har hjulpet meg med bedre forståelse og forklaringer!

Håper ikke du synes det har vært mye mas:)

[inse]

Ja, når det gjelder regler for løselighet av stoffer i vann, så må det enten være ionisk forbindelser som kan hydratiseres av vannmolekylene, eller polare forbindelser som kan danne hydrogenbindinger med vannmlekylene. En sidetråd her er vel at man må se til at en organisk forbindelse ikke domineres av en lang karbonkjede for da vil løseligheten synke betraktelig.

Er jeg på rett spor her, noen som ønkser å forklare litt er det strålende, det er frustrerende når ting ikke forklares i bøkene, men bare sier "det er sånn det fungerer"..

[GeO]

Høres ut som at du har fått med deg alt riktig hittil, ja. Dette er altså basis for likt løser likt-regelen som du sikkert har hørt en million ganger. Polare stoffer løses i polare løsemidler pga. elektriske krefter mellom stoff og løsemiddel, og omvendt.

[inse]

Fint, men er det slik at organiske forbindeler bare kan løses i vann dersom de kan danne hydrogenbindinger med vann, altså har en atomgruppe med OH, NH2 eller liknende? For husker jeg riktig kan vel hydrogenbindiner bare dannes mellom H-atomer og O/N/F? Er dette da betegnelsen på et polart molekyl?

[GeO]

Hydrogenbindinger kan bidra til å øke løseligheten selv om det ikke er OH-grupper eller lignende i forbindelsen som løses. For eksempel vil et aldehyd som propanal, CH₃CH₂CH=O, ha mye større løselighet enn 1-buten, CH₃CH₂CH=CH₂ (som er et sammenlignbart molekyl men uten karbonylgruppe). Dette er fordi oksygenet i karbonylgruppen kan danne en binding til hydrogenet i vann, altså oppstår det en hydrogenbinding med løsemiddelet, og det øker løseligheten.

 

Samtidig er 1-propanol, CH₃CH₂CH₂OH, enda mer løselig enn propanal, siden 1-propanol har en OH-gruppe der både O og H kan danne binding til hhv. H og O i vannmolekylene. Du får altså flere muligheter for hydrogenbinding og derfor enda større løselighet for 1-propanol enn for propanal. I tillegg kan det dannes hydrogenbindinger mellom molekylene i 1-propanol, og dette påvirker kokepunktet, som er lavest for 1-buten og høyest for 1-propanol, med propanal plassert sånn ca. midt imellom.

 

Men for å komme tilbake til det du egentlig spurte om: for å få dannet hydrogenbindinger må minst ett av molekylene ha hydrogen bundet til et veldig elektronegativt atom (O, N eller F). Disse gir opphav til polare molekyler, siden de trekker veldig på elektronparene som deles i bindingene til andre atomer (og det er jo nettopp dette som er elektronegativitet: evnen til å tiltrekke seg elektroner i en binding). Et hydrogen som er bundet til O, N eller F kan altså danne en H-binding til et annet O, N eller F, men dette trenger altså ikke nødvendigvis å ha hydrogen bundet til seg (sånn som i eksempelet med propanal).

[inse]

Aha, virkelig bra forklaring! Det er altså avhengig av ekektronegativiteten igjen, og fordi O,N og F er så sterk el.neg kan de danne de kraftige hydrogenbindingene. Kjemi blir bare bedre og bedre takket være deg!

[Prizefighter]

Ja tusen takk, virkelig, dette var stort til hjelp! Jeg forstod nå teorien din at eddiksyreacetat buffer laget av Na-acetat gir bedre effekt enn tilsvarende laget av NaOH, jippi:)

Deilig å komme lennger i forståelsen, takk til deg igjen!

Det er øvelse til kjemitentamen som står i fokus, og når noe er litt diffust er det flott at du har hjulpet meg med bedre forståelse og forklaringer!

Håper ikke du synes det har vært mye mas:)

 

Eddiksyre + natriumacetat vil vel gi en buffer med under 7 i pH ettersom syren er noe sterkere enn korresponderende base. Man kan lage buffer med pH over 7 tilsvarende også med ammoniakk og et salt med korresponderende syre.

 

Får du oppgitt pH kan du også finne et blandingsforhold.

 

HC2H3O2 <--> H+ + C2H3O2-

 

Ka = [H+][C2H3O2-] / [ HC2H3O2]

 

[HC2H3O2]/[C2H3O2-] = [H+]/Ka

 

H+ vet du fra pH, og Ka finner du fra tabell, så kan man se blandingsforholdene ved å forenkle til heltall eller lignende.

[GeO]

Jepp, alltid lurt å se på likevektskonstanten. Forenklet ligning for protolyse av eddiksyre (Ac er acetat):

 

HAc = H⁺ + Ac^-

 

Likevektsuttrykket er:

 

K_a = [H⁺][Ac^-]/[HAc]

 

Med litt logaritmering og opprydding får vi den såkalte Henderson-Hasselbalch-ligningen, også kjent som bufferligningen:

 

pH = pK_a + lg([Ac^-]/[HAc])

 

Denne ligningen gir altså pH i bufferen, og viser at det er pK_a og forholdet mellom konsentrasjonene av syre og korresponderende base som bestemmer pH. Hvis du skal lage en buffer med en bestemt pH er det med andre ord lurt å velge et syre-basepar der syren har pK_a så nært som mulig den pH-en du vil ha i bufferen, for bufferen virker best i begge retninger når forholdet mellom syre og base er 1 (og da er pH = pK_a).

 

Om man vil bruke K_a eller pK_a = -lg(K_a) er opp til den enkelte, så klart. Det er litt forskjellig hva som står oppgitt i tabellene også, men det er jo akkurat samme informasjon man får, så da er det bare å omforme ligningene slik det passer seg.

[Prizefighter]

Lite spørsmål her. Si vi har en buffer med 0,1 M Eddiksyre og 0,9 Natriumacetat (Ja, helt på trynet, men slik er nå oppgaven). Så tilsetter vi 0,1 mol til 0,5 L eller 0,2 M NaOH da. Da tenker jeg at 0,1 M av NaOH nøytraliserer all syren, og den resterende 0,1M er det som bestemmer pHen. Kan jeg da tenke at pH-endringen er pH i 0,1 M NaOH (pH = 13) minus pH til likevekt før tilsetting?

[GeO]

Jeg tror ikke jeg får helt med meg hvor store stoffmengder det er snakk om her. Er det 1 liter av bufferløsningen (som er 0,1 M HAc + 0,9 M NaAc), der du tilsetter 0,5 liter 0,2 M NaOH-løsning (dvs. 0,1 mol NaOH)? I så fall tilsetter du akkurat nok base til å drepe all syren i bufferen, og du sitter igjen med en NaAc-løsning som du kan beregne pH i på vanlig vis.

 

Hvis du tilsetter 1 liter 0,2 M NaOH-løsning (dvs. 0,2 mol) til 1 liter av bufferløsningen, får du et overskudd på 0,1 mol NaOH i et totalvolum på 2 liter, dvs. [OH^-] = 0,05 mol/L, og dette er også greit å beregne pH fra. Du vil ha Ac^- i denne løsningen også, men OH^- vil være det som hovedsakelig bidrar til å bestemme pH.

[inse]

Lite spørsmål her. Si vi har en buffer med 0,1 M Eddiksyre og 0,9 Natriumacetat (Ja, helt på trynet, men slik er nå oppgaven). Så tilsetter vi 0,1 mol til 0,5 L eller 0,2 M NaOH da. Da tenker jeg at 0,1 M av NaOH nøytraliserer all syren, og den resterende 0,1M er det som bestemmer pHen. Kan jeg da tenke at pH-endringen er pH i 0,1 M NaOH (pH = 13) minus pH til likevekt før tilsetting?

 

Ja det har du vel rett i, det er etter nøytraliseringen NaOH som dominerer og avgjør den basiske graden av løsningen, altså pH. Men det vil vel si at pH blir 13, og at man ikke skal trekke fra pH i bufferen, fordi denne ikke lenger finnes. Er det hva du tenker på?

[inse]

Men tilbake til løselighet: Etere inneholder også O-atom, hvorfor kan ikke disse danne hydrogenbindinger. Er det fordi de ikke er bundet til et C-atom med en dobbeltbinding?

[GeO]

Ja det har du vel rett i, det er etter nøytraliseringen NaOH som dominerer og avgjør den basiske graden av løsningen, altså pH. Men det vil vel si at pH blir 13, og at man ikke skal trekke fra pH i bufferen, fordi denne ikke lenger finnes. Er det hva du tenker på?

Enig. Den opprinnelige pH-en i bufferen er ikke noe å ta hensyn til lenger. Du har rett og slett en ny løsning der det er andre forhold som bestemmer pH, nemlig overskuddet av OH^-.

 

Men tilbake til løselighet: Etere inneholder også O-atom, hvorfor kan ikke disse danne hydrogenbindinger. Er det fordi de ikke er bundet til et C-atom med en dobbeltbinding?

De kan det. Oksygenet i etere har ledige elektronpar som kan danne binding til H i f.eks. vann eller alkoholer. Løseligheten til etere minner derfor en del om sammenlignbare alkoholer, f.eks. er dietyleter, CH₃CH₂OCH₂CH₃, ganske lik 1-butanol, CH₃CH₂CH₂CH₂OH, når det gjelder løselighet. Derimot har 1-butanol mye høyere kokepunkt enn dietyleter, siden det kan dannes H-bindinger mellom molekylene i 1-butanol, i motsetning til i dietyleter der det ikke finnes OH-grupper.

[inse]

Okey, det gjorde det litt klarere igjen, takk:) for jeg ble nemlig veldig forvirret plutselig når jeg leste i gamleboken at etere (-O-) ikke har evnen til å danne hydrogenbindinger med vannmolekyler og dermed løses i vann til en viss grad, nå når du hadde gitt meg en så god forklaring på hvordan hydrogenbindiner oppstår! Men da løste du det på nytt;)

[inse]

Hvis vi kjenner til pH i en svak syre, og ønsker å finne syrekonstanten Ka, hvordan går vi frem?

 

pH= 2.9 =-log(H3O+)=0,00125mol/l

 

Ka= (H30+)x(A-)/(HA)

 

Fasitsvaret sier Ka=0,000019mol/l, etter mine beregningeer kom jeg ikke frem til samme svar, noen andre som tør å prøve seg?

[inse]

den fant jeg plutselig frem svaret på selv, sorry! det er ikke greit når man utelater en ingrediens;)