Kemi A STX - 19. august 2019

Her kan du læse Studienets besvarelse af opgaverne, som blev brugt i eksamenssættet i Kemi A på STX den 19. august 2019. Eksamenssættet bestod af 4 opgaver med i alt 15 spørgsmål.

Her ser du et uddrag af vores besvarelse af opgave 4.d:

Pufferligningen ser således ud:

$\mathrm{pH}=\mathrm{pK_s}+\mathrm{log}\left ({\frac{n_b}{n_s}} \right )$

Ethansyres pK_s er ved tabelopslag fundet til 4,76. Pufferopløsningens pH ønskes at være 5,0. Vi indsætter værdierne for pK_s og for pH:

$5,0=4,76+\mathrm{log}\left ({\frac{n_b}{n_s}} \right )$

Når der tilsættes NaOH til ethansyre (CH₃COOH), sker følgende reaktion:

CH₃COOH(aq) + OH^-(aq) → CH₃COO^-(aq) + H₂O(l)

Før tilsætning af NaOH har vi 50,0 mL af en 0,050 M ethansyre-opløsning. Vi kan beregne stofmængden af ethansyre med denne formel:

$n=c\cdot V$

Vi indsætter tallene:

$n=0,050\ \mathrm{M}\cdot 50,0\ \mathrm{mL}=2,5\ \mathrm{mmol}=0,0025\ \mathrm{mol}$

Før tilsætning af NaOH har vi altså 0,0025 mol ethansyre.

Før tilsætning af NaOH har vi ikke fået dannet noget af den korresponderende base (CH₃COO^-) endnu, og dermed siger vi, at vi har 0 mol af CH₃COO^-.

Hvis vi siger, at vi tilsætter x mol NaOH, vil x mol CH₃COOH omdannes til CH₃COO^-. Det vil sige, at efter tilsætning af x mol NaOH, vil stofmængden af CH₃COOH være 0,0025-x, mens stofmængden af CH₃COO^- vil være x. Vi kan opstille det hele i nedenstående skema:

Vi sætter n_b=x og n_s=0,0025-x i pufferligningen:

$5,0=4,76+\mathrm{log}\left ({\frac{x}{0,0025-x}} \right )$

Vi løser ligningen med WordMat og får:

x=0,001586858

Der skal altså tilsættes 0,001586858 mol NaOH for at få en pH på 5,0. Koncentrationen af NaOH er 0,100 M. Vi kan nu beregne det tilhørende volumen af NaOH-opløsningen med denne formel:

$V=\frac{n}{c}$

Vi indsætter tallene:

$V=\frac{0,001586858\ \mathrm{mol}}{0,100\ \mathrm{M}}=0,01586858\ \mathrm{L}$

Der skal altså tilsættes et volumen af NaOH-opløsningen på cirka ...