פתרון תרגיל כתה 11.pdf

‫אוניברסיטת חיפה‪-‬אורנים‬
‫החוג לביולוגיה‬
‫כימיה כללית ואי‪-‬אורגנית‬
‫פתרון תרגיל כתה ‪11‬‬
‫שאלה ‪:1‬‬
‫‪-9‬‬
‫א‪.‬‬
‫‪-‬‬
‫‪Ksp = 6.4 x 10‬‬
‫‪+2‬‬
‫‪Ca(IO3)2‬‬
‫‪Ca + 2IO3‬‬
‫‪X mol 2X mol‬‬
‫‪(X mol / 0.5 liter) x (2X mol / 0.5 liter)2 = 6.4 x 10-9‬‬
‫‪X = 5.84 x 10-4 mol‬‬
‫‪m[Ca(IO3)2] = MW x n = 389.89 gr/mol x 5.84 x 10-4 mol = 0.23 gr‬‬
‫כמות החומר שיתמוסס‪:‬‬
‫ב‪ .‬במקרה זה רואים את אפקט היון המשותף‪ .‬אנחנו מתחילים עם תמיסה שכבר מכילה ‪ IO3-‬שמקורה ב‪ . NaIO3 -‬לפי עקרון לה‪-‬‬
‫שטליה התגובה תגיב בכך שפחות מהמשקע יתמוסס‪.‬‬
‫‪Ca+2‬‬
‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪IO3‬‬‫‪0.2‬‬
‫‪2X‬‬
‫‪2X + 0.2‬‬
‫‪Ca(IO3)2‬‬
‫ריכוזים‬
‫התחלתיים‬
‫שינוי‬
‫בשיווי משקל‬
‫‪Ksp = 6.4 x 10-9 = [Ca+2][ IO3-] = X(2X + 0.2)2‬‬
‫נניח ש‪ 2X -‬קטן מ‪( 0.2-‬ניתן להזניח)‪:‬‬
‫‪6.4 x 10-9 = = X(0.2)2‬‬
‫‪ X = 1.6 x 10-7 M‬‬
‫שאלה ‪:2‬‬
‫א‪ .‬המלח שישקע ראשון הוא זה בעל ה‪ Ksp -‬הנמוך יותר ‪BaSO4‬‬
‫נמצא את ריכוז ה‪ SO42--‬כאשר שוקע היון הראשון‪:‬‬
‫]‪Ksp = [M+][X-] = [Ba2+][SO42-‬‬
‫‪0.1 SO4   1.110 10‬‬
‫‪SO4   1.1109‬‬
‫ב‪ .‬נמצא את ריכוז ה‪ SO42--‬כאשר שוקע היון השני‪:‬‬
‫‪0.1  SO4   2.4 * 10 5‬‬
‫‪SO4   2.4  10 4‬‬
‫נמצא את ריכוז ה‪ Ba2+ -‬כאשר שוקע היון השני‪:‬‬
‫‪ 1.110 10‬‬
‫‪4‬‬
‫‪Ba * 2.4 10‬‬
‫‪2‬‬
‫‪[ Ba 2 ]  4.6 *10 6‬‬
‫שאלה ‪:3‬‬
‫בתמיסה של שני המלחים מתרחש פירוק של שניהם ליונים לפי היחסים הסטויכיומטריים (‪ x‬ו‪ y -‬הם ריכוזים)‪:‬‬
‫‪Pb+2 + S2O3-2‬‬
‫‪Y‬‬
‫‪Y‬‬
‫‪PbS2O3‬‬
‫‪Pb+2 + SO4-2‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪PbSO4‬‬
‫ריכוז יון ה‪ Pb+2 -‬בתמיסה נובע מהתפרקות שני המלחים ולכן עבור קבועי ההתמוססות ניתן לרשום‪:‬‬
‫‪Ksp (PbSO4) = [Pb +2][SO4-2] = (X + Y)X = 1.6 x 10-8‬‬
‫‪Ksp (PbS2O3) = [Pb +2][S2O3-2] = (X + Y)Y = 4 x 10-7‬‬
‫‪1‬‬
‫‪= 0.04‬‬
‫‪1.6 𝑥 10−8‬‬
‫‪4 𝑥 10−7‬‬
‫=‬
‫𝑋‬
‫𝑌‬
‫‪‬‬
‫‪ X = 0.04Y‬‬
‫‪Ksp (PbS2O3) = (0.04Y + Y)Y = 4 x 10-7  Y = 6.2 x 10-4‬‬
‫‪X = 0.04Y = 2.48 x 10-5‬‬
‫‪[Pb +2]tot = X + Y = 6.45 x 10-4‬‬
‫שאלה ‪:4‬‬
‫א‪ .‬החומצה היא חומצה חזקה ולכן מניחים שהיא מתפרקת עד הסוף‪:‬‬
‫‪-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪HNO3  NO3 + H‬‬
‫‪[H+] = [NO3-] = 0.1M‬‬
‫‪pH = -log[H+]= -log[0.1] = 1‬‬
‫ב‪ .‬גם כאן החומצה חזקה ומתפרקת עד הסוף‪ ,‬אבל ריכוז החומצה נמוך מאוד ולכן צריך לקחת בחשבון את הפרוטונים שמתקבלים‬
‫מפירוק המים‪.‬‬
‫‪HCl  H+ + Cl‬‬‫‪1x10-10 1x10-10‬‬
‫‪OH‬‬‫‪X‬‬
‫‪Kw = [H+][OH-] = (X +1 x 10-10) X = 1 x 10-14‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H2O  H+‬‬
‫‪X‬‬
‫פותרים את המשוואה הריבועית המתקבלת‪ .‬הפתרון ההגיוני מבין שני הפתרונות של המשוואה הוא‪X = 99.9 x 10-9 :‬‬
‫ריכוז יוני ה ‪ H+‬הם סכום של התרומה של המים ותרומת החומצה‪:‬‬
‫‪[H+] = 99.9 x 10-9+ 1 x 10-10 = 1 x 10-7‬‬
‫‪pH = 7‬‬
‫ה‪ H+ -‬של מים כשלא קיים אפקט של יון משותף הוא ‪ .1 x 10-7‬ניתן לראות שבמקרה של השאלה הזו התרומה הזאת גדולה‬
‫בשלושה סדרי גודל מתרומת החומצה (‪ )1 x 10-10‬ולכן ניתן לומר שתרומת החומצה לריכוז ה ‪ H+‬היא זניחה‪ .‬ה‪ pH -‬נקבע ע"י‬
‫המים כלומר ‪[H+] = 1 x 10-7  pH = 7‬‬
‫ג‪HF .‬‬
‫)‪F-(aq‬‬
‫‪ Ka‬מתייחס לריאקציה‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪HF(aq)  H‬‬
‫)‪H2O + F-(aq)  HF(aq) + HO-( aq‬‬
‫‪ Kb‬מתייחס לריאקציה‬
‫‪kw‬‬
‫‪1*10 14‬‬
‫‪ka ‬‬
‫‪ ka ‬‬
‫‪ 7.14 *10 4‬‬
‫‪11‬‬
‫‪kb‬‬
‫‪1.4 *10‬‬
‫)‪H+(aq‬‬
‫‪HF(aq) ‬‬
‫)‪+ F-(aq‬‬
‫ריכוזים התחלתיים‪:‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1.00M‬‬
‫בש"מ‪:‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪1-X‬‬
‫]‪[F-][ H+‬‬
‫‪X2‬‬
‫= ‪Ka‬‬
‫=‬
‫‪≈ X2 = 7.14 x 10-4‬‬
‫]‪[HF‬‬
‫‪1-X‬‬
‫‪pH = -log[H+] = -log(0.027) = 1.57‬‬
‫ד‪ .‬משקל מולקולרי של אמוניום כלוריד )‪MW = 53.3 gr/mole :(NH4Cl‬‬
‫‪9.2 gr‬‬
‫מס' מולי ‪ NH4Cl‬בליטר מים‪ 0.172mole :‬‬
‫‪gr‬‬
‫‪53.5‬‬
‫‪mole‬‬
‫‪[ NH 4 Cl ]  0.172M ‬‬
‫‪2‬‬
‫התגובה‪ 5.6 *10 10 :‬‬
‫‪kw‬‬
‫) ‪k b ( NH3‬‬
‫‪ Ka‬מתייחס לריאקציה‬
‫)‪NH4+(aq) + H2O(l)  NH3(aq) + H3O+(aq‬‬
‫‪ Kb‬מתייחס לריאקציה‬
‫) ‪NH3(aq) + H2O  NH4+((aq) + HO-( aq‬‬
‫= ‪Ka‬‬
‫)‪H3O+(aq‬‬
‫‪ NH3(aq) +‬‬
‫)‪NH4+(aq) + H2O(l‬‬
‫ריכוזים התחלתיים‪:‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0.172M‬‬
‫בש"מ‪:‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪0.172 - X‬‬
‫‪= 5.6 x 10-10‬‬
‫‪X2‬‬
‫‪X2‬‬
‫≈‬
‫‪0.172‬‬
‫‪0.172 - X‬‬
‫=‬
‫]‪[NH3][ H3O+‬‬
‫]‪[NH4+‬‬
‫‪X2‬‬
‫‪ X  [ H 3O  ]  0.172 * 5.6 *10 10  9.8 *10 6 M‬‬
‫‪0.172‬‬
‫= ‪Ka‬‬
‫‪5.6 *10 10 ‬‬
‫‪pH = -log[H+] = -log( 9.8 *106 ) = 5.0‬‬
‫ה‪ NH4C2H5O2 .‬הוא מלח קשה תמס שמתפרק במים לשני צורונים‪ CH3COO- :‬ו‪.NH4+ -‬‬
‫כל אחד מהצורונים עובר את הריאקציה הבעיה‪:‬‬
‫‪-10‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Ka = 5.6 x 10‬‬
‫‪NH4 + H2O  NH3 + H3O‬‬
‫‪Kb = 5.6 x 10-10‬‬
‫‪CH3COO- + H2O  CH3COOH + OH-‬‬
‫מאחר ו‪ Ka=Kb-‬התמיסה נייטרלית‪ ,‬ולכן ‪pH = 7 ‬‬
‫שאלה ‪:5‬‬
‫א‪ .‬חומצה אצטית הינה חומצה חלשה ולכן תגובת הפירוק שלה היא תגובת ש"מ‪:‬‬
‫ריכוזים התחלתיים‪:‬‬
‫בש"מ‪:‬‬
‫‪H+‬‬
‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪+‬‬
‫‪AcO‬‬‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪AcOH‬‬
‫‪0.25M‬‬
‫‪0.25 - X‬‬
‫‪X = 2.12 x 10-3 << 0.25‬‬
‫‪pH = -log[H+] = -log(2.12 x 10-3) = 2.67‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ריכוזים התחלתיים‪:‬‬
‫בש"מ‪:‬‬
‫‪B+‬‬
‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪+‬‬
‫‪OH‬‬‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪BOH‬‬
‫‪0.7M‬‬
‫‪0.7 - X‬‬
‫‪X = 2.6 x 10-3 << 0.7‬‬
‫‪pOH = -log[OH-] = -log(2.6 x 10-3) = 2.6  pH = 14 - pOH = 11.4‬‬
‫‪3‬‬
‫שאלה ‪:6‬‬
‫‪+ A‬‬‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫ריכוזים התחלתיים‪:‬‬
‫בש"מ‪:‬‬
‫‪H+ +‬‬
‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪HA ‬‬
‫‪0.1M‬‬
‫‪0.1 - X‬‬
‫‪pH = -log[H+] = 3.5  [H+] = 3.16 x 10-4 = X‬‬
‫שאלה ‪:7‬‬
‫תמיסה א'‪:‬‬
‫ריכוזים התחלתיים‪:‬‬
‫בש"מ‪:‬‬
‫‪B+‬‬
‫‪0‬‬
‫‪OH‬‬‫‪0‬‬
‫‪+‬‬
‫‪X‬‬
‫‪BOH‬‬
‫𝑙𝑜𝑚‪0.5‬‬
‫𝑀‪= 1‬‬
‫𝑡𝑖𝑙 ‪0.5‬‬
‫‪1- X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪pOH = -log[OH-] = -log(5.3 x 10-4) = 3.3  pH = 14 - pOH = 10.7‬‬
‫תמיסה ב'‪:‬‬
‫היות ו‪ BCl -‬הינו אלקטרוליט חזק הרי שתגובת הפירוק שלו במים היא תגובה שהולכת עד הסוף‪:‬‬
‫‪BCl  B+ + Cl‬‬‫‪[B+] = [BCl] = n / V = 2.0 mol / 2 lit = 1M‬‬
‫‪ B+‬יגיב בתגובה הבאה‪:‬‬
‫ריכוזים התחלתיים‪:‬‬
‫בש"מ‪:‬‬
‫‪H+‬‬
‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪+‬‬
‫‪B+ + H2O‬‬
‫‪1M‬‬
‫‪1- X‬‬
‫‪BOH‬‬
‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪pH = -log[H+] = -log(1.9 x 10-4) = 3.72‬‬
‫שאלה ‪:8‬‬
‫עבור ‪Ka=3.5x10-8 HOCl‬‬
‫‪-‬‬
‫ריכוזים התחלתיים‪:‬‬
‫בש"מ‪:‬‬
‫‪OCl‬‬
‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪H‬‬
‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪HOCl‬‬
‫‪0.1M‬‬
‫‪0.1 - X ~ 0.1‬‬
‫‪X 2  3.5 x10 8‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪ׁ X  5.92 x10 5‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪pH   log H   4.23‬‬
‫‪4‬‬
‫)‪Ag+(aq) + Br-(aq‬‬
‫שאלה ‪:9‬‬
‫)‪AgBr(s‬‬
‫‪K sp   Ag    Br  ‬‬
‫תמיסה רוויה פירושה שמכפלת הריכוזים בה שווה ל‪ .Ksp -‬תוספת של כל אחד מהיונים תגרום לשיקוע‪.‬‬
‫כדי למצוא ‪ Ksp‬יש למצוא את ריכוזי היונים‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫‪0.1110 gr‬‬
‫‪ 5.86 107 mol  n  Ag    n  Br  ‬‬
‫‪gr‬‬
‫‪187.7‬‬
‫‪mol‬‬
‫‪n  AgBr  ‬‬
‫‪K sp   5.86 107   3.43 1013‬‬
‫‪2‬‬
‫מכפלת המסיסות היא ‪:‬‬
‫שאלה ‪:10‬‬
‫מכיוון שגם ‪ H2O‬וגם ‪ HNO2‬הן חומצות חלשות‪ ,‬הן כמעט ולא מתפרקות ‪.‬‬
‫מרכיבי התמיסה העיקריים‪HCN, HNO2, H2O :‬‬
‫)‪CN-(aq‬‬
‫‪-10‬‬
‫‪Ka=6.2 x 10‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(aq‬‬
‫‪+‬‬
‫‪HCN(aq)  H‬‬
‫‪Ka=4.0 x 10-4‬‬
‫)‪HNO2 (aq)  H+(aq) + NO2-(aq‬‬
‫‪Ka=1.0 x 10-14‬‬
‫)‪H2O (aq)  H+(aq) + OH-(aq‬‬
‫מכיוון ש‪ HNO2-‬הינה החומצה "החזקה" מבין האחרות‪ ,‬היא תורמת הפרוטונים העיקרית‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫‪‬‬
‫] ‪[ H ][ NO‬‬
‫] ‪[ HNO2‬‬
‫בהתחלה‪:‬‬
‫‪[HNO2] = 5.00M ; [NO2-]0 = 0 ; [H+]0 ≈ 0‬‬
‫בשוו"מ‪:‬‬
‫‪[HNO2] = 5.00-X ; [NO2-] = X ; [H+] = X‬‬
‫‪ X = 4.5*10-2‬‬
‫‪X‬‬
‫‪4.5 *10 2‬‬
‫‪*100 ‬‬
‫[בדיקה‪*100  0.9%  5% :‬‬
‫‪[ HNO2 ]0‬‬
‫‪5‬‬
‫ומכאן ניתן לחשב ‪pH = 1.35  [H+] = 4.5*10-2‬‬
‫‪X2‬‬
‫‪X2‬‬
‫‪‬‬
‫‪5 X‬‬
‫‪5‬‬
‫‪K a  4.0 *10 4 ‬‬
‫‪ 4.0 *10 4 ‬‬
‫]‬
‫] ‪[ H  ][CN ‬‬
‫כמו כן יש לחשב ריכוז ‪ CN-‬בשוו"מ‪ :‬יוני ‪ CN-‬מגיעים מפירוק של ‪:HCN‬‬
‫] ‪[ HCN‬‬
‫‪K a  6.2 *10 10 ‬‬
‫]‪ [H+‬ידוע מפתרון החלק הראשון (ולא משנה שמקורם בחומצה אחרת!) ‪[HCN] ≈ [HCN]0 ≈ 1.00M‬‬
‫) ‪(4.5 *10 2 )(CN ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ [CN  ]  1.4 *10 8 M‬‬
‫‪1.00‬‬
‫שאלה ‪:11‬‬
‫‪ 6.2 *10 10‬‬
‫מהעובדה שאחוז הפירוק של החומצה נמוך כל כך‪ ,‬ברור ש‪ HC3H5O3-‬הינה חומצה חלשה‪ .‬מרכיבי התמיסה העיקריים הם‪:‬‬
‫‪HC3H5O3, H2O‬‬
‫‪‬‬
‫] ‪[ H  ][C 3 H 5 O 3‬‬
‫] ‪[HC3 H 5 O 3‬‬
‫‪K a  6.2 *10 10 ‬‬
‫)‪HC3H5O3 (aq)  H+(aq) + C3H5O3-(aq‬‬
‫בהתחלה‪:‬‬
‫‪[HC3H5O3]0 = 0.1M ; [H+]0 ≈ 0 ; [C3H5O3-]0 = 0‬‬
‫בשוו"מ‪:‬‬
‫‪[HC3H5O3] = 0.1-X ; [H+] = [C3H5O3-] = X‬‬
‫‪5‬‬
X
X
*100 
*100  3.7  X  3.7 *10 3 M :‫אחוז הפירוק‬
[HC3 H 5 O 3 ]
0.1
 [HC3H5O3] = 0.1-X ≈ 0.1
[C3H5O3-] = [H+] = X = 3.7*10-3
 Ka 
(3.7 *10 3 ) 2
 1.4 *10 4
0.1
:12 ‫שאלה‬
H2O, CH3NH2 :‫ ולכן מרכיבי התמיסה‬,‫ הינו בסיס חלש‬CH3NH2
K b  6.2 *10 10 


[OH ][CH 3 NH 3 ]
[CH 3 NH 2 ]
[CH3NH2] = 1.00M ; [CH3NH3+]0 = 0 ; [OH-]0 ≈ 0
:‫בהתחלה‬
[CH3NH2] = 1.00-X ; [CH3NH3+] = [OH-]= X
:‫בשוו"מ‬
X2
X2

 X  2.1 *10 2
0.1  X 0.1
 [OH-]=2.1*10-2  pOH = 1.68  pH = 14-1.68 = 12.32
Kb 
:13 ‫שאלה‬
H3PO4, H2O :‫מרכיבי התמיסה‬

K a 1  7.5 *10 3 
H3PO4(aq)  H+(aq) + H2PO4-(aq)
[ H  ][H 2 PO4 ]
[H 3 PO4 ]
[H3PO4]0 = 5.0M ; [H+]0 ≈ 0 ; [H2PO4-]0 = 0
:‫בהתחלה‬
+
:‫בשוו"מ‬
-
[H3PO4] = 5.0 - X ; [H ] = X ; [H2PO4 ] = X
 7.5 *10
3
X2
X2


 X  1.9 *10 1
5 X
5
[H+] = 0.19  pH = 0.72
[H+] = [H2PO4-] = 0.19M
2
[H3PO4] = 5 - X = 4.8M
K a 2  6.2 *10
8

[ H  ][HPO4 ]

[H 2 PO4 ]
[H+] = [H2PO4-] = 0.19M
 [H2PO4-] = Ka2 = 6.8 x 10-8M
3
Ka3 
[ H  ][ PO4 ]
2
[HPO4 ]
3
 4.8 *10 13 
0.19[ PO4 ]
 [PO4-3] = 1.6 x 10-19M
6.2 *10 8
H2O, Cl-, NH4+ :‫ מרכיבי התמיסה העיקריים‬:14 ‫שאלה‬
NH4+(aq)  NH3 + H+
Ka =
[ NH 3 ][ H  ]

[ NH 4 ]
5.6 *10
6
10

kw
k b ( NH3 )
 5.6 *10 10
:‫התגובה‬
[NH4+]0 = 0.10M ; [NH3]0 = 0 ; [H+]0 ≈ 0
:‫בהתחלה‬
[NH4+] = 0.10-X ; [NH3] = [H+] = X
:‫בשוו"מ‬
X2
X2


 X  [ H  ]  7.5 *10 6 M  pH = 5.13
0.1  X 0.1
‫שאלה ‪:15‬‬
‫‪+ HPO4-2‬‬
‫א‪.‬‬
‫לפי משוואת אנדרסון‪-‬היסלבלך‪:‬‬
‫‪H+‬‬
‫ב‪.‬‬
‫‪H2PO4-‬‬
‫‪V = 500ml = 0.5 l‬‬
‫)‪c (mol/lit‬‬
‫‪0.08‬‬
‫‪0.04‬‬
‫)‪V (lit‬‬
‫‪0.05‬‬
‫‪0.05‬‬
‫)‪n(mol‬‬
‫)‪MW(gr/mol‬‬
‫‪c x V = 0.04‬‬
‫‪c x V = 0.02‬‬
‫‪m / MW = 0.03‬‬
‫‪40‬‬
‫‬‫ה‪ NaOH -‬מגיב עם ‪( H2PO4‬תגובת סתירה של בסיס עם חומצה)‪:‬‬
‫‪-‬‬
‫‪H2PO4‬‬
‫‪HPO4-2‬‬
‫‪NaOH‬‬
‫‪NaOH + H2PO4-  H2O + HPO4-2 + Na+‬‬
‫כתוצאה מהתגובה מספר המולים‪/‬ריכוז של ‪ H2PO4-‬ירד ומספר המולים‪/‬ריכוז של ‪ HPO4-2‬עלה‪.‬‬
‫‪n(H2PO4-) = n(initial) - n(reacted with NaOH) = 0.04mol – 0.03 mol = 0.01 mol‬‬
‫‪n(HPO4-2) = n(initial) + n(formed in the reaction with NaOH) = 0.02mol + 0.03 mol = 0.05 mol‬‬
‫ה‪ pH -‬החדש מחושב ממשוואת אנדרסון‪-‬היסלבלך עם יחסי בסיס מצומד‪/‬חומצה החדשים (במשוואה צריך להציב את ריכוזי‬
‫הבסיס המצומד והחומצה אבל בגלל שמה שחשוב הוא היחס בין השניים אפשר להציב גם את מספר המולים)‪:‬‬
‫‪∆pH = 7.91 – 6.91 = 1‬‬
‫ג‪ .‬במקרה זה‪ ,‬ה‪ HCl -‬מגיב עם ‪( HPO4-2‬תגובת סתירה של בסיס עם חומצה)‪:‬‬
‫‪H2PO4- + Cl-‬‬
‫‪HPO4-2 + HCl ‬‬
‫כתוצאה מהתגובה מספר המולים‪/‬ריכוז של ‪ H2PO4-‬עלה ומספר המולים‪/‬ריכוז של ‪ HPO4-2‬ירד‪.‬‬
‫‪n(HCl) = 0.01mol‬‬
‫‪n(HPO4-2) = n(initial) - n(reacted with HCl) = 0.02mol - 0.01 mol = 0.01 mol‬‬
‫‪n(H2PO4-) = n(initial) + n(formed in the reaction with HCl) = 0.04mol + 0.01 mol = 0.05 mol‬‬
‫ה‪ pH -‬החדש מחושב ממשוואת אנדרסון‪-‬היסלבלך עם יחסי בסיס מצומד‪/‬חומצה החדשים (במשוואה צריך להציב את ריכוזי‬
‫הבסיס המצומד והחומצה אבל בגלל שמה שחשוב הוא היחס בין השניים אפשר להציב גם את מספר המולים)‪:‬‬
‫‪∆pH = 6.91 – 6.51 = 0.4‬‬
‫שאלה ‪:16‬‬
‫‪CH3COO- + H+‬‬
‫‪CH3COOH‬‬
‫נחשב את ריכוז ‪CH3COOH‬‬
‫‪12.575 / 60 = 0.209mol‬‬
‫‪0.209mol / 0.25lit = 0.838M‬‬
‫‬‫[ ‪4 = 4.72 + log [CH3COO‬‬
‫‪0.838‬‬
‫‬‫‪[CH3COO ] = 0.16M‬‬
‫‪0.16M x 0.25lit = 0.04mol‬‬
‫‪0.04mol x 82gr/mol = 3.28gr‬‬
‫‪)] x 100‬חומץ לבן(‪% W = [m(CH3COOH) / m‬‬
‫‪) = 250ml x 1.006gr/ml = 251.5gr‬חומץ לבן(‪m‬‬
‫‪m(CH3COOH) = 251.5gr x (5 / 100) = 12.575gr‬‬
‫‪MW(CH3COOH) = 60gr/mol‬‬
‫‪7‬‬
:17 ‫שאלה‬
pH = pKa + log [A-]/[HA] = 4.74 + log 1 = 4.74
:‫לפני הוספת הבסיס‬
:‫אחרי הוספת הבסיס‬
.‫א‬
NaOH + CH3COOH  CH3COO- + H2O + Na+
n(NaOH) = 5x10-5 L x 0.2M = 1x10-5 mole
n(CH3COOH) = 0.01L x 0.24M - 1x10-5 mole = 2.39x10-3mole
n(CH3COO-) = 0.01L x 0.24M + 1x10-5 mole = 2.41x10-3mole
pH = 4.74 + log [2.41x10-3mole]/[ 2.39x10-3mole] = 4.744
∆pH = 4.744 - 4.74 = 0.004
.‫ב‬
-5
-5
n(CH3COOH) = 0.01L x 0.002M - 1x10 mole = 1x10 mole
n(CH3COO-) = 0.01L x 0.002M + 1x10-5 mole = 3x10-5 mole
pH = 4.74 + log [3x10-5 mole]/[ 1x10-5 mole] = 5.217
∆pH = 5.217 - 4.74 = 0.48
.‫ג‬
n(CH3COOH) = 0.01L x 0.392M - 1x10-5 mole = 3.91x10-3 mole
n(CH3COO-) = 0.01L x 0.01M + 1x10-5 mole = 9x10-5 mole
pH = 4.74 + log [9x10-5 mole]/[ 3.91x10-3 mole] = 3.1
∆pH = 4.74 - 3.1 = 1.63
.‫ד‬
+
[H ]: C1V1 = C2V2
0.2 x 0.00005 = C2 x 0.01
C2 = 0.001M
pH = 3
∆pH = 7 - 3 = 4
:18 ‫שאלה‬
‫ שיש לקחת‬HCl ‫– נפח של‬X lit :‫היות ומחפשים את הנפחים שיש לקחת להכנת תמיסת הבופר נבחר את המשתנים שלנו לייצג נפח‬
‫ שיש לקחת‬NaOAc ‫ נפח של‬- Y lit
:‫ ליטר‬1-‫ נתון שהסכום שווה ל‬,‫המשוואה הראשונה מתייחסת לסכום הנפחים‬
(1) X + Y = 1
:)NaOAc ‫ אינו חלק מהבופר עצמו אלא משמש כדי ליצור את החומצה המצומדת של‬HCl -‫ (ה‬NaOAc ‫ מגיב עם‬HCl -‫ה‬
HCl + AcO-  AcOH + ClpH = pKa + log [A-]/[HA] = 4.74 + log 1 = 4.74
pH = pKa
[A-] = [HA]
[AcO-] = [AcOH]
n(AcO-) = n(initial) – n(reacted with HCl) = 0.1mol/lit x Y lit - 0.5 mol/lit x X lit
n(AcOH) formed from the reaction of HCl with AcO- = n(HCl) = 0.5 mol/lit x X lit
:)pH = pKa -‫ (נובע מהדרישה ש‬AcO- ‫ והבסיס המצומד שלה‬AcOH ‫המשוואה השנייה מתייחסת לשוויון הריכוזים של החומצה‬
(2) 0.5X = 0.1Y – 0.5X
X = 0.091  V(HCl) = 0.091lit
Y = 0.909  V(NaOAc) = 0.909 lit
8
‫שאלה ‪:19‬‬
‫)‪NH3(aq) + H+(aq‬‬
‫)‪NH4+(aq‬‬
‫היות ומחפשים את הנפחים שיש לקחת להכנת תמיסת הבופר נבחר את המשתנים שלנו לייצג נפח‪ –X lit :‬נפח של ‪ NH3‬שיש לקחת‬
‫‪ - Y lit‬נפח של ‪ NH4+‬שיש לקחת‬
‫‪Kb = 1.8 x 10-5  pKb = - log Kb = 4.74‬‬
‫‪pKa = 14 - pKb = 9.26‬‬
‫המשוואה הראשונה מתייחסת ל‪ pH-‬של הבופר‪:‬‬
‫‪+‬‬
‫] ‪pH = pKa + log [NH3]/[ NH4‬‬
‫)‪)1( 9 = 9.26 + log (0.1X / 0.1Y‬‬
‫המשוואה השנייה מתייחסת לנפח של הבופר‪:‬‬
‫‪(2) X + Y = 0.2‬‬
‫‪X = 0.091  V(NH3) = 0.091lit‬‬
‫‪Y = 0.129  V(NH4+) = 0.129 lit‬‬
‫שאלה ‪:20‬‬
‫‪9‬‬
10
11