Repetition af kapitel B6

Her er kapitel B6, Syrer og baser, samlet på én side. Sæt flueben ved det, du kan. Er du i tvivl, så åbn Kort sagt, eller læs afsnittet igen.

B6.1 Syre-basereaktioner

Det skal du kunne

  • forklare, hvad en syre og en base er, ud fra hydronen
  • opskrive reaktionsskemaet for en syre-basereaktion og finde de to korresponderende syre-basepar
  • genkende en amfolyt
  • skelne mellem monohydrone og polyhydrone syrer
  • forklare, hvorfor en svag syres reaktion med vand er en ligevægt
  • En syre afgiver en hydron, og en base optager en hydron.
  • I en syre-basereaktion flytter en hydron fra syren til basen.
  • En syre og den base, der er tilbage, når hydronen er afgivet, er et korresponderende syre-basepar.
  • En amfolyt kan både afgive og optage en hydron.
  • En monohydron syre kan afgive én hydron, og en polyhydron syre kan afgive flere.
  • En stærk syre reagerer fuldstændigt med vand. En svag syres reaktion med vand er en ligevægt.

B6.2 Vands selvionisering og pH

Det skal du kunne

  • forklare vands selvionisering og opskrive vands ionprodukt
  • forklare, hvorfor rent vand har pH 7,00 ved 25 °C
  • regne mellem [H3O+], [OH−], pH og pOH
  • afgøre, om en opløsning er sur, neutral eller basisk
  • Vand reagerer med sig selv og danner oxoniumioner og hydroxidioner. Det kaldes vands selvionisering.
  • Vands ionprodukt er Kv = [H3O+] · [OH−] = 1,0 · 10−14 M2 ved 25 °C. Det gælder i alle vandige opløsninger.
  • I rent vand er begge koncentrationer 1,0 · 10−7 M, og pH er 7,00.
  • pH = −log[H3O+], og pOH = −log[OH−].
  • pH + pOH = 14,00 ved 25 °C.
  • Én pH-enhed svarer til en faktor 10 i koncentration.

B6.3 Syrestyrke

Det skal du kunne

  • opskrive udtrykket for syrestyrkekonstanten Ks for en syre
  • regne mellem Ks og pKs
  • afgøre ud fra pKs, om en syre er stærk, middelstærk eller svag
  • skelne mellem formel og aktuel koncentration og beregne omdannelsesgraden
  • beregne Ks ud fra en målt pH-værdi
  • Syrestyrkekonstanten er Ks = [B] · [H3O+] / [S]. Jo større Ks, jo stærkere syre.
  • pKs = −log Ks. Jo lavere pKs, jo stærkere syre.
  • En stærk syre har pKs under 0, en middelstærk mellem 0 og 4 og en svag mellem 4 og 10.
  • Den formelle koncentration, cs, er den, der står på flasken. Den aktuelle koncentration, [S], er det, der er tilbage ved ligevægt.
  • Omdannelsesgraden er α = [B] / cs. Den stiger, når opløsningen fortyndes.
  • Ks kan beregnes ud fra en målt pH-værdi og syrens formelle koncentration.

B6.4 Basestyrke

Det skal du kunne

  • opskrive udtrykket for basestyrkekonstanten Kb for en base
  • regne mellem Kb og pKb
  • bruge sammenhængen pKs + pKb = 14,00 for et korresponderende syre-basepar
  • forklare, hvorfor en stærk syre har en meget svag korresponderende base
  • forudsige, om en saltopløsning er sur, neutral eller basisk
  • Basestyrkekonstanten er Kb = [S] · [OH−] / [B], og pKb = −log Kb.
  • Hydroxid er en stærk base. Ammoniak, aminer, carbonat og ethanoat er svagere baser.
  • For et korresponderende syre-basepar er Ks · Kb = Kv og pKs + pKb = 14,00.
  • Jo stærkere en syre er, jo svagere er dens korresponderende base.
  • En saltopløsning er sur, hvis en af ionerne er en svag syre, og basisk, hvis en af ionerne er en svag base.

B6.5 pH i opløsninger af syrer

Det skal du kunne

  • beregne pH i en opløsning af en stærk syre
  • opstille et skema med start, ændring og ligevægt for en syres reaktion med vand
  • beregne pH i en opløsning af en svag eller middelstærk syre ud fra Ks
  • bruge formlen pH = ½ · (pKs − log cs) og vide, hvornår den gælder
  • vælge den rigtige fremgangsmåde ud fra syrens pKs
  • I en stærk syre er [H3O+] = cs, og pH = −log cs.
  • For andre syrer stilles et skema op, hvor x er den koncentration af syren, der har afgivet en hydron.
  • Ligningen Ks = x2 / (cs − x) gælder for alle monohydrone syrer. [H3O+] er lig med x.
  • For en svag syre kan genvejen pH = ½ · (pKs − log cs) bruges.
  • Genvejen passer, når omdannelsesgraden er under omkring 5 %.

B6.6 pH i opløsninger af baser

Det skal du kunne

  • beregne pH i en opløsning af en stærk base
  • opstille et skema med start, ændring og ligevægt for en bases reaktion med vand
  • beregne pH i en opløsning af en svag base ud fra Kb
  • bruge formlen pOH = ½ · (pKb − log cb)
  • beregne pH i en opløsning af et salt af en svag syre
  • For en base findes først [OH−], derefter pOH og til sidst pH = 14,00 − pOH.
  • I en stærk base er [OH−] = cb. Giver basen to hydroxidioner, er [OH−] dobbelt så stor.
  • For en svag base gælder Kb = x2 / (cb − x), hvor x er den koncentration af basen, der har optaget en hydron.
  • Genvejen for en svag base er pOH = ½ · (pKb − log cb).
  • Et salt af en svag syre giver en basisk opløsning. pKb findes som 14,00 − pKs.

B6.7 Puffersystemer

Det skal du kunne

  • forklare, hvad et puffersystem er, og hvad det består af
  • forklare med reaktionsskemaer, hvorfor et puffersystem holder pH næsten konstant
  • beregne pH i et puffersystem med pufferligningen
  • beregne pH, efter at der er tilsat syre eller base til et puffersystem
  • afgøre ud fra pH og pKs, om et stof mest findes som syre eller som base
  • Et puffersystem indeholder en svag syre og dens korresponderende base i mængder, der ligner hinanden.
  • Tilsat syre bliver fanget af basen, og tilsat base bliver fanget af syren. Derfor ændrer pH sig kun lidt.
  • Pufferligningen er pH = pKs + log(nb / ns).
  • Er der lige meget syre og base, er pH = pKs.
  • Tilsættes der syre eller base, findes de nye stofmængder først med et skema, og så bruges pufferligningen.
  • Er pH under pKs, findes stoffet mest som syre. Er pH over pKs, findes det mest som base.

B6.8 Titrering af en svag syre

Det skal du kunne

  • beskrive titrerkurven for en svag syre, der titreres med en stærk base, og for en svag base, der titreres med en stærk syre
  • aflæse ækvivalenspunktet og syrens pKs på en titrerkurve
  • beregne pH før titreringen, undervejs, i ækvivalenspunktet og efter ækvivalenspunktet
  • forklare, hvorfor pH i ækvivalenspunktet er over 7
  • vælge en indikator, der passer til titreringen
  • Når en svag syre titreres med en stærk base, bliver syren trin for trin lavet om til sin korresponderende base.
  • Før titreringen bestemmes pH af den svage syre, undervejs af puffersystemet, i ækvivalenspunktet af den svage base og bagefter af overskuddet af hydroxid.
  • I halvækvivalenspunktet er pH = pKs.
  • pH i ækvivalenspunktet er over 7, fordi kolben indeholder en svag base. Titreres en svag base med en stærk syre, falder pH, og ækvivalenspunktet ligger under 7.
  • Ækvivalenspunktet giver syrens stofmængde, og halvækvivalenspunktet giver syrens pKs.
  • Indikatorens omslagsområde skal ligge i kurvens lodrette spring. Til en svag syre bruges phenolphthalein, og til en svag base bruges methylrødt.