Opgaver til B6.3

Opgaverne hører til afsnit B6.3 Syrestyrke. Prøv selv, før du åbner hjælpen under opgaven.

Opgave B6.3.1: Opskriv syrestyrkekonstanten

Skriv reaktionsskemaet for syrens reaktion med vand, og opskriv udtrykket for Ks.

  1. Hydrogenfluorid, HF
  2. Methansyre, HCOOH
  3. Ammonium, NH4+
  4. Hydrogencarbonat, HCO3−
  5. Hvilken enhed har Ks?

Syren afgiver en hydron til vand. Der dannes syrens korresponderende base og en oxoniumion. Se det generelle udtryk i underafsnittet Syrestyrkekonstanten.

Basen og oxoniumionen står i tælleren, og syren står i nævneren. Vand er opløsningsmidlet og er ikke med. For HF er basen F−, så tælleren er [F−] · [H3O+], og nævneren er [HF].

  1. Reaktionsskemaet er HF + H2O ⇌ F− + H3O+, og

\[ K_\mathrm{s} = \frac{[\mathrm{F^-}] \cdot [\mathrm{H_3O^+}]}{[\mathrm{HF}]} \]

  1. Reaktionsskemaet er HCOOH + H2O ⇌ HCOO− + H3O+, og

\[ K_\mathrm{s} = \frac{[\mathrm{HCOO^-}] \cdot [\mathrm{H_3O^+}]}{[\mathrm{HCOOH}]} \]

  1. Reaktionsskemaet er NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+, og

\[ K_\mathrm{s} = \frac{[\mathrm{NH_3}] \cdot [\mathrm{H_3O^+}]}{[\mathrm{NH_4^+}]} \]

  1. Reaktionsskemaet er HCO3− + H2O ⇌ CO32− + H3O+, og

\[ K_\mathrm{s} = \frac{[\mathrm{CO_3^{2-}}] \cdot [\mathrm{H_3O^+}]}{[\mathrm{HCO_3^-}]} \]

  1. Enheden er M. I brøken står M · M i tælleren og M i nævneren.

Opgave B6.3.2: Fra Ks til pKs

Beregn pKs for hver af de fire syrer.

  1. Ks = 2,5 · 10−4 M
  2. Ks = 4,0 · 10−7 M
  3. Ks = 3,0 · 10−2 M
  4. Ks = 5,0 M
  5. Hvilken af de fire syrer er den stærkeste?

pKs = −log Ks. Tallet sættes ind uden enhed.

I spørgsmål a taster du −log(2,5E−4). Det giver 3,60. Er Ks større end 1 M, bliver pKs negativ.

  1. Syrestyrkeeksponenten er

\[ \mathrm{p}K_\mathrm{s} = -\log K_\mathrm{s} = -\log(2{,}5 \cdot 10^{-4}) = 3{,}60 \]

  1. Syrestyrkeeksponenten er

\[ \mathrm{p}K_\mathrm{s} = -\log K_\mathrm{s} = -\log(4{,}0 \cdot 10^{-7}) = 6{,}40 \]

  1. Syrestyrkeeksponenten er

\[ \mathrm{p}K_\mathrm{s} = -\log K_\mathrm{s} = -\log(3{,}0 \cdot 10^{-2}) = 1{,}52 \]

  1. Syrestyrkeeksponenten er

\[ \mathrm{p}K_\mathrm{s} = -\log K_\mathrm{s} = -\log(5{,}0) = -0{,}70 \]

  1. Syren i spørgsmål d er den stærkeste. Den har den største Ks og den laveste pKs.

Opgave B6.3.3: Fra pKs til Ks

Beregn Ks for hver af de fire syrer.

  1. pKs = 2,85
  2. pKs = 4,87
  3. pKs = 7,20
  4. pKs = −3,0
  5. Hvilken af de fire syrer er den svageste?

Ks = 10−pKs M. Husk enheden M.

I spørgsmål a taster du 10^(−2,85). Lommeregneren viser 1,41E−3. I spørgsmål d er pKs negativ, så du skal taste 10^(3,0). To decimaler i pKs giver to betydende cifre i Ks, og én decimal giver ét.

  1. Syrestyrkekonstanten er

\[ K_\mathrm{s} = 10^{-\mathrm{p}K_\mathrm{s}}\ \mathrm{M} = 10^{-2{,}85}\ \mathrm{M} = 1{,}4 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M} \]

  1. Syrestyrkekonstanten er

\[ K_\mathrm{s} = 10^{-\mathrm{p}K_\mathrm{s}}\ \mathrm{M} = 10^{-4{,}87}\ \mathrm{M} = 1{,}3 \cdot 10^{-5}\ \mathrm{M} \]

  1. Syrestyrkekonstanten er

\[ K_\mathrm{s} = 10^{-\mathrm{p}K_\mathrm{s}}\ \mathrm{M} = 10^{-7{,}20}\ \mathrm{M} = 6{,}3 \cdot 10^{-8}\ \mathrm{M} \]

  1. Syrestyrkekonstanten er

\[ K_\mathrm{s} = 10^{-\mathrm{p}K_\mathrm{s}}\ \mathrm{M} = 10^{3{,}0}\ \mathrm{M} = 1 \cdot 10^{3}\ \mathrm{M} \]

  1. Syren i spørgsmål c er den svageste. Den har den højeste pKs og den mindste Ks.

Opgave B6.3.4: Stærk, middelstærk eller svag?

Figuren viser fem syrer, som er sat ind efter deres pKs.

Figur 1: Fem syrer på en skala med pKs til opgave B6.3.4.
  1. Aflæs pKs for hver af de fem syrer.
  2. Afgør for hver syre, om den er stærk, middelstærk, svag eller meget svag.
  3. Hvilken af de fem syrer har den største Ks?
  4. Beregn Ks for syre B og for syre D.
  5. En sjette syre har Ks = 3,5 · 10−8 M. Beregn dens pKs, og afgør, mellem hvilke to bogstaver den skal stå på skalaen.

Grænserne står i underafsnittet Stærke, middelstærke og svage syrer og i figuren med inddelingen af syrer.

En stærk syre har pKs under 0, en middelstærk mellem 0 og 4, en svag mellem 4 og 10 og en meget svag over 10. Jo lavere pKs er, jo større er Ks.

  1. Syre A har pKs = −5, B har 2, C har 5, D har 9, og E har 12.

  2. A er stærk. B er middelstærk. C og D er svage. E er meget svag.

  3. Syre A. Den har den laveste pKs og derfor den største Ks.

  4. Syrestyrkekonstanterne er

\[ K_\mathrm{s}(\mathrm{B}) = 10^{-2}\ \mathrm{M} = 0{,}01\ \mathrm{M} \]

\[ K_\mathrm{s}(\mathrm{D}) = 10^{-9}\ \mathrm{M} \]

  1. Den sjette syre har

\[ \mathrm{p}K_\mathrm{s} = -\log K_\mathrm{s} = -\log(3{,}5 \cdot 10^{-8}) = 7{,}46 \]

Den er en svag syre og skal stå mellem C og D.

Opgave B6.3.5: Hvilken syre er stærkest?

Syre Formel Oplysning
methansyre HCOOH pKs = 3,75
ascorbinsyre C6H8O6 pKs = 4,17
hydrogenfluorid HF Ks = 6,8 · 10−4 M
ammonium NH4+ Ks = 5,6 · 10−10 M
  1. Beregn pKs for hydrogenfluorid og for ammonium.
  2. Sæt de fire syrer i rækkefølge med den stærkeste først.
  3. Hvor mange gange større er Ks for hydrogenfluorid end for ascorbinsyre?
  4. To opløsninger har samme formelle koncentration. Den ene indeholder methansyre, og den anden indeholder ascorbinsyre. Hvilken af dem har den laveste pH? Begrund svaret.

Syrer kan kun sammenlignes, når de er beskrevet med den samme størrelse. Regn derfor de to Ks om til pKs. Jo lavere pKs, jo stærkere syre.

Til spørgsmål c: læs boksen Det vender omvendt. Én enhed i pKs svarer til en faktor 10 i Ks. Til spørgsmål d: den stærkeste syre afgiver flest hydroner.

  1. For hydrogenfluorid og ammonium er

\[ \mathrm{p}K_\mathrm{s}(\mathrm{HF}) = -\log(6{,}8 \cdot 10^{-4}) = 3{,}17 \]

\[ \mathrm{p}K_\mathrm{s}(\mathrm{NH_4^+}) = -\log(5{,}6 \cdot 10^{-10}) = 9{,}25 \]

  1. Rækkefølgen er hydrogenfluorid, methansyre, ascorbinsyre og ammonium. Den stærkeste syre har den laveste pKs.

  2. pKs er 4,17 for ascorbinsyre og 3,17 for hydrogenfluorid, så forskellen er 1,00. Én enhed i pKs svarer til en faktor 10, så Ks er 10 gange større for hydrogenfluorid end for ascorbinsyre.

  3. Opløsningen af methansyre har den laveste pH. Methansyre er den stærkeste af de to syrer, så en større del af molekylerne har afgivet deres hydron. Der er flere oxoniumioner i opløsningen, og pH er lavere.

Opgave B6.3.6: Formel og aktuel koncentration

Figuren viser et udsnit af en opløsning af en syre, HA. Vandmolekylerne er ikke tegnet.

Figur 2: Et udsnit af en opløsning af syren HA til opgave B6.3.6.
  1. Hvor mange syremolekyler er der opløst i udsnittet i alt? Tæl også dem, der har afgivet deres hydron.
  2. Hvor mange af syremolekylerne er stadig hele?
  3. Opløsningen har den formelle koncentration cs = 0,200 M. Hvor mange mol pr. liter svarer én partikel i figuren til?
  4. Find de aktuelle koncentrationer [HA], [A−] og [H3O+].
  5. Vis, at dine tal passer med formlen [S] = cs − [B].

Læs underafsnittet Formel og aktuel koncentration. Den formelle koncentration tæller alle de syremolekyler, der er opløst. Den aktuelle koncentration tæller kun de partikler, der er i opløsningen nu.

Hver A− er et syremolekyle, der har afgivet sin hydron. Der er derfor opløst 20 syremolekyler i udsnittet: 17 hele molekyler og 3 A−. Del 0,200 M med 20 for at finde ud af, hvad én partikel svarer til.

  1. Der er 17 hele molekyler og 3 ioner A−, så der er opløst 20 syremolekyler i alt.

  2. Der er 17 hele syremolekyler.

  3. De 20 syremolekyler svarer til 0,200 M. Én partikel svarer derfor til

\[ \text{koncentration pr. partikel} = \frac{0{,}200\ \mathrm{M}}{20} = 0{,}0100\ \mathrm{M} \]

  1. De aktuelle koncentrationer er

\[ [\mathrm{HA}] = 17 \cdot 0{,}0100\ \mathrm{M} = 0{,}170\ \mathrm{M} \]

\[ [\mathrm{A^-}] = [\mathrm{H_3O^+}] = 3 \cdot 0{,}0100\ \mathrm{M} = 0{,}0300\ \mathrm{M} \]

  1. Formlen giver det samme som optællingen:

\[ [\mathrm{HA}] = c_\mathrm{s} - [\mathrm{A^-}] = 0{,}200\ \mathrm{M} - 0{,}0300\ \mathrm{M} = 0{,}170\ \mathrm{M} \]

Opgave B6.3.7: Omdannelsesgraden

  1. En opløsning af en syre har cs = 0,200 M og [B] = 0,0300 M. Beregn omdannelsesgraden.
  2. En opløsning af en anden syre har cs = 0,050 M og [B] = 9,5 · 10−4 M. Beregn omdannelsesgraden.
  3. En opløsning af ethansyre med cs = 0,0100 M har pH 3,39. Beregn [H3O+] og omdannelsesgraden.
  4. Hvad er omdannelsesgraden i 0,010 M saltsyre? Begrund svaret.

Omdannelsesgraden er α = [B] / cs. Gang med 100 % for at få svaret i procent.

I spørgsmål c skal du først finde [H3O+] = 10−pH M. Hver gang der dannes en oxoniumion, dannes der også en ethanoat-ion, så [B] er lige så stor som [H3O+].

  1. Omdannelsesgraden er

\[ \alpha = \frac{[\mathrm{B}]}{c_\mathrm{s}} = \frac{0{,}0300\ \mathrm{M}}{0{,}200\ \mathrm{M}} = 0{,}150 = 15{,}0\ \% \]

  1. Omdannelsesgraden er

\[ \alpha = \frac{[\mathrm{B}]}{c_\mathrm{s}} = \frac{9{,}5 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M}}{0{,}050\ \mathrm{M}} = 0{,}019 = 1{,}9\ \% \]

  1. Koncentrationen af oxoniumioner er

\[ [\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-\mathrm{pH}}\ \mathrm{M} = 10^{-3{,}39}\ \mathrm{M} = 4{,}1 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M} \]

Koncentrationen af ethanoat er lige så stor, så

\[ \alpha = \frac{[\mathrm{CH_3COO^-}]}{c_\mathrm{s}} = \frac{4{,}1 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M}}{0{,}0100\ \mathrm{M}} = 0{,}041 = 4{,}1\ \% \]

Det passer med figuren i afsnittet.

  1. Omdannelsesgraden er 1, altså 100 %. Saltsyre er en stærk syre, så alle molekylerne har afgivet deres hydron.

Opgave B6.3.8: Fra målt pH til Ks

En opløsning af methansyre, HCOOH, har den formelle koncentration cs = 0,150 M. Et pH-meter viser pH 2,29 i opløsningen.

  1. Skriv reaktionsskemaet for methansyres reaktion med vand.
  2. Beregn [H3O+].
  3. Hvad er [HCOO−]? Begrund svaret.
  4. Beregn den aktuelle koncentration af methansyre, [HCOOH].
  5. Beregn Ks og pKs, og sammenlign med tabellen i afsnit B6.3.
  6. Beregn omdannelsesgraden.

Følg de fire trin i eksemplet Syrestyrkekonstanten for ethansyre og beregningsvejen fra pH til Ks.

[H3O+] = 10−2,29 M. Basen har samme koncentration som oxoniumionerne. Træk den fra cs for at finde [HCOOH]. Sæt til sidst de tre koncentrationer ind i udtrykket for Ks.

  1. Reaktionsskemaet er

HCOOH(aq) + H2O(l) ⇌ HCOO−(aq) + H3O+(aq)

  1. Koncentrationen af oxoniumioner er

\[ [\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-\mathrm{pH}}\ \mathrm{M} = 10^{-2{,}29}\ \mathrm{M} = 5{,}13 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M} \]

  1. Hver gang der dannes en oxoniumion, dannes der også en methanoat-ion. Forholdet er 1 : 1, så

\[ [\mathrm{HCOO^-}] = [\mathrm{H_3O^+}] = 5{,}13 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M} \]

  1. Den aktuelle koncentration af methansyre er

\[ [\mathrm{HCOOH}] = c_\mathrm{s} - [\mathrm{HCOO^-}] = 0{,}150\ \mathrm{M} - 0{,}00513\ \mathrm{M} = 0{,}145\ \mathrm{M} \]

  1. Syrestyrkekonstanten er

\[ K_\mathrm{s} = \frac{[\mathrm{HCOO^-}] \cdot [\mathrm{H_3O^+}]}{[\mathrm{HCOOH}]} = \frac{5{,}13 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M} \cdot 5{,}13 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M}}{0{,}145\ \mathrm{M}} = 1{,}8 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M} \]

\[ \mathrm{p}K_\mathrm{s} = -\log K_\mathrm{s} = -\log(1{,}8 \cdot 10^{-4}) = 3{,}74 \]

Tabellen har Ks = 1,8 · 10−4 M og pKs = 3,75. Målingen passer med tabellen.

  1. Omdannelsesgraden er

\[ \alpha = \frac{[\mathrm{HCOO^-}]}{c_\mathrm{s}} = \frac{5{,}13 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M}}{0{,}150\ \mathrm{M}} = 0{,}034 = 3{,}4\ \% \]

Opgave B6.3.9: Fortynding og omdannelsesgrad

Figuren viser omdannelsesgraden for methansyre ved tre koncentrationer.

Figur 3: Omdannelsesgraden for methansyre ved tre koncentrationer til opgave B6.3.9.
  1. Aflæs omdannelsesgraden ved de tre koncentrationer. Hvad sker der med omdannelsesgraden, når opløsningen fortyndes?
  2. Beregn [H3O+] i hver af de tre opløsninger.
  3. Beregn pH i hver af de tre opløsninger.
  4. Fra den første til den anden opløsning bliver cs 10 gange mindre. Hvor mange gange mindre bliver [H3O+]?
  5. Forklar, hvorfor omdannelsesgraden stiger ved fortynding, og hvorfor pH alligevel stiger.

Formlen α = [B] / cs kan skrives om til [B] = α · cs. Skriv procenten som et decimaltal, før du regner: 4,13 % er 0,0413. Der dannes én oxoniumion for hver methanoat-ion, så [H3O+] er lige så stor som [B].

Til spørgsmål e: læs underafsnittet Fortynding øger omdannelsesgraden. Du kan begynde dine sætninger sådan:

  • Ved fortynding forskydes ligevægten mod …, fordi …
  • En større del af syren …
  • Men opløsningen fylder mere, så koncentrationen af oxoniumioner …

  1. Omdannelsesgraden er 4,13 % ved 0,100 M, 12,5 % ved 0,0100 M og 34,2 % ved 0,00100 M. Den stiger, når opløsningen fortyndes.

  2. Koncentrationen af oxoniumioner er lige så stor som koncentrationen af basen:

\[ [\mathrm{H_3O^+}] = \alpha \cdot c_\mathrm{s} = 0{,}0413 \cdot 0{,}100\ \mathrm{M} = 4{,}13 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M} \]

\[ [\mathrm{H_3O^+}] = \alpha \cdot c_\mathrm{s} = 0{,}125 \cdot 0{,}0100\ \mathrm{M} = 1{,}25 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M} \]

\[ [\mathrm{H_3O^+}] = \alpha \cdot c_\mathrm{s} = 0{,}342 \cdot 0{,}00100\ \mathrm{M} = 3{,}42 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M} \]

  1. De tre opløsninger har pH 2,38, 2,90 og 3,47:

\[ \mathrm{pH} = -\log\,[\mathrm{H_3O^+}] = -\log(4{,}13 \cdot 10^{-3}) = 2{,}38 \]

\[ \mathrm{pH} = -\log\,[\mathrm{H_3O^+}] = -\log(1{,}25 \cdot 10^{-3}) = 2{,}90 \]

\[ \mathrm{pH} = -\log\,[\mathrm{H_3O^+}] = -\log(3{,}42 \cdot 10^{-4}) = 3{,}47 \]

  1. Koncentrationen af oxoniumioner bliver kun 3,3 gange mindre:

\[ \text{forhold} = \frac{4{,}13 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M}}{1{,}25 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M}} = 3{,}3 \]

  1. Ved fortynding forskydes ligevægten mod højre, fordi det er den side, der har flest opløste partikler. En større del af syren afgiver sin hydron, og omdannelsesgraden stiger. Men opløsningen fylder mere, så koncentrationen af oxoniumioner falder alligevel. Den falder bare mindre, end cs gør. Derfor stiger pH kun med omkring 0,5 og ikke med 1, når opløsningen fortyndes 10 gange.

Opgaver med fødevaretema

De syrer, der giver smag til mad og drikke, er middelstærke eller svage.

Opgave B6.3.mad.1: Syrerne i maden

Syre Findes i pKs
phosphorsyre cola 2,15
citronsyre citroner 3,13
mælkesyre yoghurt 3,86
ascorbinsyre C-vitamin 4,17
ethansyre eddike 4,76
kulsyre danskvand 6,35

For de polyhydrone syrer gælder tallet det første trin.

  1. Hvilken af de seks syrer er den stærkeste, og hvilken er den svageste?
  2. Hvilke af syrerne er middelstærke, og hvilke er svage?
  3. Beregn Ks for citronsyre, for mælkesyre og for ethansyre.
  4. Hvor mange gange større er Ks for mælkesyre end for ethansyre?

Jo lavere pKs, jo stærkere syre. Grænserne mellem stærke, middelstærke og svage syrer står i underafsnittet Stærke, middelstærke og svage syrer.

En middelstærk syre har pKs mellem 0 og 4, og en svag syre har pKs mellem 4 og 10. Til spørgsmål c: Ks = 10−pKs M. Til spørgsmål d divideres den største Ks med den mindste.

  1. Phosphorsyre er den stærkeste, for den har den laveste pKs. Kulsyre er den svageste.

  2. Phosphorsyre, citronsyre og mælkesyre er middelstærke. Ascorbinsyre, ethansyre og kulsyre er svage.

  3. Syrestyrkekonstanterne er

\[ K_\mathrm{s}(\text{citronsyre}) = 10^{-3{,}13}\ \mathrm{M} = 7{,}4 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M} \]

\[ K_\mathrm{s}(\text{mælkesyre}) = 10^{-3{,}86}\ \mathrm{M} = 1{,}4 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M} \]

\[ K_\mathrm{s}(\text{ethansyre}) = 10^{-4{,}76}\ \mathrm{M} = 1{,}7 \cdot 10^{-5}\ \mathrm{M} \]

  1. Forholdet mellem de to konstanter er

\[ \frac{K_\mathrm{s}(\text{mælkesyre})}{K_\mathrm{s}(\text{ethansyre})} = \frac{1{,}4 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M}}{1{,}7 \cdot 10^{-5}\ \mathrm{M}} = 8{,}2 \]

Ks er omkring 8 gange større for mælkesyre end for ethansyre.

Opgave B6.3.mad.2: Eddike i dressingen

Lagereddike indeholder ethansyre med den formelle koncentration 0,83 M og har pH 2,42. Til en dressing fortyndes eddiken 10 gange. Så er cs = 0,083 M, og pH er 2,92.

  1. Beregn [H3O+] i den ufortyndede eddike.
  2. Beregn omdannelsesgraden i den ufortyndede eddike.
  3. Beregn [H3O+] og omdannelsesgraden i den fortyndede eddike.
  4. Hvad er der sket med omdannelsesgraden ved fortyndingen? Forklar hvorfor.
  5. Den fortyndede eddike smager mindre surt. Hvordan passer det med, at omdannelsesgraden er steget?

[H3O+] = 10−pH M. Der dannes én ethanoat-ion for hver oxoniumion, så [B] er lige så stor som [H3O+]. Omdannelsesgraden er α = [B] / cs.

Til spørgsmål d: læs underafsnittet Fortynding øger omdannelsesgraden. Til spørgsmål e: sammenlign de to værdier for [H3O+]. Den sure smag kommer fra oxoniumionerne.

  1. Koncentrationen af oxoniumioner er

\[ [\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-\mathrm{pH}}\ \mathrm{M} = 10^{-2{,}42}\ \mathrm{M} = 3{,}8 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M} \]

  1. Koncentrationen af ethanoat er lige så stor som koncentrationen af oxoniumioner, så

\[ \alpha = \frac{[\mathrm{CH_3COO^-}]}{c_\mathrm{s}} = \frac{3{,}8 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M}}{0{,}83\ \mathrm{M}} = 0{,}0046 = 0{,}46\ \% \]

  1. I den fortyndede eddike er

\[ [\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-\mathrm{pH}}\ \mathrm{M} = 10^{-2{,}92}\ \mathrm{M} = 1{,}2 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M} \]

\[ \alpha = \frac{[\mathrm{CH_3COO^-}]}{c_\mathrm{s}} = \frac{1{,}2 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M}}{0{,}083\ \mathrm{M}} = 0{,}014 = 1{,}4\ \% \]

  1. Omdannelsesgraden er steget fra 0,46 % til 1,4 %. Ved fortynding forskydes ligevægten mod højre, fordi det er den side, der har flest opløste partikler. En større del af ethansyren afgiver derfor sin hydron.

  2. Koncentrationen af oxoniumioner er faldet fra 3,8 · 10−3 M til 1,2 · 10−3 M. En større del af syren har afgivet sin hydron, men der er 10 gange mindre syre i hver liter. Der er derfor færre oxoniumioner i hver mundfuld, og dressingen smager mindre surt.

Opgave B6.3.mad.3: C-vitamin

C-vitamin er ascorbinsyre, C6H8O6, som har molarmassen 176,12 g/mol. 0,220 g ascorbinsyre opløses i vand, så der bliver 250 mL opløsning. Et pH-meter viser pH 3,26 i opløsningen. Ascorbinsyres korresponderende base er ascorbat, C6H7O6−.

  1. Beregn stofmængden af ascorbinsyre og den formelle koncentration, cs.
  2. Beregn [H3O+] og [C6H7O6−].
  3. Beregn den aktuelle koncentration af ascorbinsyre.
  4. Beregn Ks og pKs, og sammenlign med tabellen i afsnit B6.3.
  5. Beregn omdannelsesgraden.

Brug n = m / M og c = n / V til spørgsmål a. Husk at regne volumenet om til liter. Resten følger de fire trin i eksemplet Syrestyrkekonstanten for ethansyre.

Den formelle koncentration er 0,00500 M. [H3O+] = 10−3,26 M, og basen har samme koncentration. Den aktuelle koncentration af syren er cs minus koncentrationen af basen.

  1. Stofmængden og den formelle koncentration er

\[ n = \frac{m}{M} = \frac{0{,}220\ \mathrm{g}}{176{,}12\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}} = 0{,}00125\ \mathrm{mol} \]

\[ c_\mathrm{s} = \frac{n}{V} = \frac{0{,}00125\ \mathrm{mol}}{0{,}250\ \mathrm{L}} = 0{,}00500\ \mathrm{M} \]

  1. Koncentrationen af oxoniumioner er

\[ [\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-\mathrm{pH}}\ \mathrm{M} = 10^{-3{,}26}\ \mathrm{M} = 5{,}50 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M} \]

Hver gang der dannes en oxoniumion, dannes der også en ascorbat-ion. Forholdet er 1 : 1, så

\[ [\mathrm{C_6H_7O_6^-}] = [\mathrm{H_3O^+}] = 5{,}50 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M} \]

  1. Den aktuelle koncentration af ascorbinsyre er

\[ [\mathrm{C_6H_8O_6}] = c_\mathrm{s} - [\mathrm{C_6H_7O_6^-}] = 0{,}00500\ \mathrm{M} - 0{,}000550\ \mathrm{M} = 0{,}00445\ \mathrm{M} \]

  1. Syrestyrkekonstanten er

\[ K_\mathrm{s} = \frac{[\mathrm{C_6H_7O_6^-}] \cdot [\mathrm{H_3O^+}]}{[\mathrm{C_6H_8O_6}]} = \frac{5{,}50 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M} \cdot 5{,}50 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M}}{0{,}00445\ \mathrm{M}} = 6{,}8 \cdot 10^{-5}\ \mathrm{M} \]

\[ \mathrm{p}K_\mathrm{s} = -\log K_\mathrm{s} = -\log(6{,}8 \cdot 10^{-5}) = 4{,}17 \]

Tabellen har Ks = 6,8 · 10−5 M og pKs = 4,17. Målingen passer med tabellen.

  1. Omdannelsesgraden er

\[ \alpha = \frac{[\mathrm{C_6H_7O_6^-}]}{c_\mathrm{s}} = \frac{5{,}50 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{M}}{0{,}00500\ \mathrm{M}} = 0{,}110 = 11{,}0\ \% \]