kolika koncentracija H+ iona je potrebna da se otopi 0,001 mol CaC2O4 u litri vode.( pripaziti na aktivitet iona). Ksp= 5 * 10^-2 Ka1= 1* 10^-4 Ka2= 1* 10^-3

Ime i prezime: josipa b jb20200@ktf-split.hr

 


Prvo bih primijetio dvije stvari. Jedna je da su sve zadane konstante prilično daleko od stvarnih. Konstantu topljivosti kalcijevog oksalata naći ćeš ovdje, a konstante disocijacije oksalne kiseline ovdje.
Druga primjedva odnosi se na opasku o aktivitetu. Aktivnosni koeficijent ovisi o ionskoj jakosti otopine, koja ovisi o koncentracijama svih prisutnih tvari. Da bismo mogli izračunati te koncentracije, treba nam i aktivnosni koeficijent, za računanje kojg trebamo prvo znati koncentracije... Zadatak je, dakle, algebarski nerješiv, osim ako se ne posegne za nekakvim aproksimacijama ili za računalom tj. rješavanjem kroz neku vrstu optimizacije.

Rješavanje inače kreće od običajne kemijske jednadžbe:

CaC2O4(s) ⇌ Ca2+(aq) + C2O42−(aq)

Ona nam treba kao podsjetnik za to kako ćemo izraziti produkt topljivosti:

Kpt = [Ca2+][C2O42−]

Uz pretpostavku da su svi kalcijevi kationi prisutni kao takvi tj. isključivo hidratirani, njihova ravnotežna koncentracija jednaka je ciljanoj koncentraciji kalcijevog oksalata, pa ravnotežnu koncentraciju oksalatnih aniona možemo izraziti preko nje:

[C2O42−] = Kpt/[Ca2+]

= Kpt/c(CaC2O4)

Koncentracija oksalatnih aniona može se pak povezati s pH preko konstanti disocijacije oksalne kiseline, naravno, uz pretpostavku da imamo samo oksalate, hidrogenoksalate i oksalnu kiselinu, ne i npr. nekakve otopljene adukte kalcijevih kationa i oksalatnih vrsta:

c(CaC2O4) = [H2C2O4] + [HC2O4] + [C2O42−]

= [H+]2·[C2O42−]/(Ka1·Ka2) + [H+]·[C2O42−]/Ka1 + [C2O42−]

Kako nam je ravnotežna koncentracija oksalatnih aniona već poznata, ono što imamo je kvadratna jednadžba koju ne bi trebalo biti teško riješiti. Uputno je, naravno, sve skupa malo presložiti tako da bude što manje računanja.

Rješavanjem te jednadžbe dobivamo potrebnu koncentraciju vodikovih iona, što je rješenje zadatka u slučaju da nismo pripazili na aktivitete.

Ako želimo pripaziti na aktivitete, onda ćemo ubaciti i npr. Debye-Hückelov granični zakon. Budući da ne znamo točan sastav otopine, moramo nekako improvizirati. Ionsku jakost izračunat ćemo tako da se pravimo da imamo sol dvovaletnog kationa (kalcijevog) i jednovalentnog aniona (tu smo potrpali sve jednovalentne anione u otopini, a oksalatne ignorirali), a za molalnosti već imamo podatak da se radi o litri, dakle kilogramu vode pa je njihovo dobivano trivijalno (0,001 mol/kg za kalcijeve katione, 0,002 mol/kg za sve anione zajedno). Identičan postupak onda ćemo napraviti i s računom za aktivnosni koeficijent.
Jednom kad izračunamo aktivnosni koeficijent, ponovit ćemo gornje izvode, ali s aktivitetima umjesto koncentracija.

Pozdrav,

Odgovorio: Ivica Cvrtila   aproksimativac@gmail.com

<-- Povratak

 

Postavite pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika.

copyright 1999-2000 e_škola_________kemija