|
 |
|
MOLIM VAS POMOC!
kako cu izracunati pH vrijednost vodene otopine zeljzovog III klorida koncentracije 0,01 mol/L?
|
|
Ime i prezime:
marija matic
blazenkohans@gmail.com
|
 |
 |
Željezovi su kationi prilično kiseli, tako da su vodene otopine željezovih(III) soli isto tako kisele. Slično vrijedi i za mnoge druge prijelazne metale, a u neku ruku može se reći i da su svi kationi barem malo kiseli. Umjesto riječî mogu se koristiti i brojke, tako da se svakom hidratiranom kationu može pripisati konstanta disocijacije, odnosno pKa. Vrijednosti nekoliko njih može se naći u ovom radu (treba kliknuti na "Article (PDF)"), a za ovo pitanje bit će nam dovoljno znati da je za hidratirani željezov(III) kation pKa = 2,2.
S tom brojkom možemo u račun. Prvo ćemo smisliti vrlo pojednostavljenu jednadžbu hidroniranja vode:
Fe3+ + 2 H2O ⇄ Fe(OH)2+ + H3O+
Za nju vrijedi jednakost:
Ka = [Fe(OH)2+][H3O+]/[Fe3+]
Kako je koncentracija vrste Fe(OH)2+ jednaka količini oslobođenih oksonijevih kationa, a ukupna koncentracija željezovih(III) kationa jednaka zbroju [Fe(OH)2+] i [Fe3+], gornja se jednadžba može prevesti u oblik:
Ka = [H+]2/(c(Fe3+) − [H+])
Taj je oblik zapravo kvadratna jednadžba iz koje se može direktno izračunati koncentracija oksonijevih kationa, a time i pH otopine. Ako ćeš računati i poželjeti provjeriti rezultat, meni je ispalo pH = 2,27.
Koliko će taj račun biti blizak stvarnosti tj. vrijednostima koje bismo izmjerili za stvarne otopine, ne mogu sigurno procijeniti. Vjerojatno ne bi trebalo odskakati za preko pola jedinice, ali razlike bi trebalo biti. Željezo(III), naime, u vodi nikad nije prisutno samo kao heksaakvaželjezov(III) kation, [Fe(H2O)6]3+. Ovisno o tomu o kojoj je soli riječ, pored heksaakvaželjezovih(III) kationa naći će se i kationâ u kojima su pojedine molekule vode zamijenjene kloridnim, nitratnim, sulfatnim ili kojim već anionima. Isto vrijedi i za dehidronirane anione tj. one u kojima umjesto molekule vode imamo hidroksidni anion, pri čemu između svakih dviju vrsta postoji dinamička ravnoteža. Ukratko, u sustavu imamo nekoliko različitih vrsta između kojih postoji barem desetak dinamičkih ravnoteža, svaka sa svojom konstantom te manjim ili većim utjecajem na ponašanje sustava. Svesti sve to na jednu jedinu konstantu kiselosti grubo je pojednostavljenje. Je li opravdano, provjerava se tako da se usporede račun i izmjereni podaci.
To bi zapravo mogao biti i sasvim solidan istraživački projekt za npr. treće razrede srednjih škola, pod uvjetom da škola raspolaže digitalnim pH-metrom. Posao bi bio odabrati jedan ili više metala, odnosno njihovih soli s jakim kiselinama (kloridi, bromidi, nitrati, perklorati), pripraviti po nekoliko otopina svake soli, u određenom rasponu koncentracija, te izmjeriti pH svih otopina. Na kraju još treba sve podatke skupiti na jedno mjesto i usporediti s onime što predviđa račun.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
i.cvrtila@rug.nl
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
