Repetition af kapitel 7

Her er kapitel 7, 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. Nederst på siden er der en øveprøve uden hjælpemidler.

7.1 Syrer og baser

Det skal du kunne

  • forklare, hvad en syre og en base er
  • skrive reaktionsskemaet for en syres reaktion med vand
  • finde syren og basen i en syre/base-reaktion
  • finde den korresponderende base til en syre og den korresponderende syre til en base
  • forklare, hvad en amfolyt er
  • En hydron, H+, er et hydrogenatom uden sin elektron.
  • En syre afgiver en hydron, og en base optager en hydron.
  • Når en syre reagerer med vand, dannes der oxoniumioner, H3O+.
  • Når en base reagerer med vand, dannes der hydroxidioner, OH−.
  • En syre og den base, den bliver til, er et korresponderende syre/base-par.
  • En amfolyt kan både være syre og base. Vand er en amfolyt.

Læs afsnit 7.1 · Opgaver til 7.1

7.2 Stærke og svage syrer

Det skal du kunne

  • skrive navn og formel for de almindelige syrer og baser
  • forklare forskellen på en stærk og en svag syre
  • skrive reaktionsskemaet for en neutralisation
  • forklare, hvorfor det bruser, når en syre møder kalk
  • En stærk syre afgiver alle sine hydroner i vand, og reaktionen skrives med en enkelt pil.
  • En svag syre afgiver kun få af sine hydroner, og reaktionen skrives med en dobbeltpil.
  • Saltsyre, salpetersyre og svovlsyre er stærke syrer, mens eddikesyre, kulsyre og citronsyre er svage.
  • Hydroxid er en stærk base, mens ammoniak og carbonat er svage baser.
  • I en neutralisation reagerer oxoniumioner og hydroxidioner og danner vand.
  • Syre opløser kalk, og der dannes carbondioxid, som bobler op.

Læs afsnit 7.2 · Opgaver til 7.2

7.3 pH-skalaen

Det skal du kunne

  • forklare, hvad pH fortæller om en opløsning
  • afgøre ud fra pH, om en opløsning er sur, neutral eller basisk
  • forklare, at ét trin på pH-skalaen svarer til en faktor 10
  • forklare, hvordan en indikator kan vise pH
  • pH fortæller, hvor høj koncentrationen af oxoniumioner er. Jo lavere pH, jo surere er opløsningen.
  • En sur opløsning har pH under 7, en neutral har pH 7, og en basisk har pH over 7.
  • I naturen og i hverdagen ligger pH næsten altid mellem 0 og 14, men skalaen har ikke noget fast start og slut. I praksis går pH fra lidt under −1 til over 15.
  • Når pH falder med 1, bliver koncentrationen af oxoniumioner 10 gange større.
  • Når en syre fortyndes, nærmer pH sig 7, men kommer aldrig over.
  • pH måles med et pH-meter eller med en indikator, som er et farvestof, der skifter farve ved en bestemt pH.

Læs afsnit 7.3 · Opgaver til 7.3

7.4 pH-beregninger

Det skal du kunne

  • beregne pH ud fra koncentrationen af oxoniumioner
  • beregne koncentrationen af oxoniumioner ud fra pH
  • beregne pH i en opløsning af en stærk syre
  • bruge vands ionprodukt til at beregne pH i en opløsning af en stærk base
  • pH beregnes med formlen pH = −log[H3O+].
  • Koncentrationen findes ud fra pH med formlen [H3O+] = 10−pH M.
  • I en stærk syre er [H3O+] lig med syrens formelle koncentration.
  • Vands ionprodukt er [H3O+] · [OH−] = 1,0 · 10−14 M2.
  • I en stærk base findes først [OH−], derefter [H3O+] med ionproduktet og til sidst pH.

Læs afsnit 7.4 · Opgaver til 7.4

7.5 Syre/base-titrering

Det skal du kunne

  • forklare, hvordan en syre/base-titrering foregår
  • forklare, hvad indikatoren viser, og hvad der gælder ved ækvivalenspunktet
  • beregne indholdet af syre i en prøve ud fra forbruget af base
  • vurdere, hvordan en fejl i udførelsen påvirker resultatet
  • I en syre/base-titrering neutraliseres syren i prøven med en base, der har en kendt koncentration.
  • Eddikesyre og hydroxid reagerer i forholdet 1 : 1.
  • Phenolphthalein skifter fra farveløs til lyserød, når al syren er brugt.
  • Ved ækvivalenspunktet springer pH flere enheder for en enkelt dråbe.
  • Beregningen går fra forbruget til stofmængden af base, til stofmængden af syre, til massen og til masseprocenten.
  • Ekstra vand i kolben ændrer ikke resultatet, men vand i buretten fortynder basen, så forbruget bliver for stort og resultatet for højt.

Læs afsnit 7.5 · Opgaver til 7.5

Øveprøve uden hjælpemidler

Sådan kan en prøve i kapitel 7 se ud. Du må ikke bruge bog, noter eller computer, og tallene er valgt, så du kan regne uden lommeregner. Sæt 30 minutter af, og skriv dine svar på papir, før du åbner facit. Mærkaten ved hvert spørgsmål viser, hvilket afsnit du skal læse igen, hvis du går i stå.

  1. Syre og base afsnit 7.1

    1. Hvad er en syre, og hvad er en base?
    2. Hvad er en hydron?

  2. Hvem afgiver hydronen? afsnit 7.1

    Salpetersyre reagerer med vand: HNO3 + H2O → NO3− + H3O+

    1. Hvilket af de to stoffer til venstre for pilen er syren, og hvilket er basen?
    2. Skriv formlen for den korresponderende base til NH4+ og til H2CO3.
    3. Hvad er en amfolyt? Giv et eksempel.

  3. Navne og formler afsnit 7.2

    Skriv formlen for saltsyre, svovlsyre, eddikesyre, ammoniak og hydroxidionen.

  4. Stærk eller svag? afsnit 7.2

    1. Forklar forskellen på en stærk og en svag syre.
    2. Hvilken pil bruges i reaktionsskemaet for en svag syres reaktion med vand?
    3. Et glas indeholder 0,1 M saltsyre, og et andet indeholder 0,1 M eddikesyre. I hvilket glas er der flest oxoniumioner? Begrund dit svar.

  5. Neutralisation og kalk afsnit 7.2

    1. Skriv reaktionsskemaet for en neutralisation, hvor oxoniumioner reagerer med hydroxidioner.
    2. Det bruser, når man hælder eddike på kalk. Hvilken gas er det, der bobler op?

  6. pH-skalaen afsnit 7.3

    1. Tre opløsninger har pH 2, pH 7 og pH 11. Skriv for hver af dem, om den er sur, neutral eller basisk.
    2. Opløsning A har pH 3, og opløsning B har pH 5. Hvilken af dem har flest oxoniumioner, og hvor mange gange flere?
    3. En sur opløsning med pH 4 fortyndes 10 gange med vand. Hvad bliver pH?

  7. pH-beregninger afsnit 7.4

    1. Skriv formlen for pH.
    2. En opløsning har [H3O+] = 1,0 · 10−3 M. Hvad er pH?
    3. Hvad er pH i 0,010 M saltsyre?
    4. En opløsning har pH 5,00. Hvad er koncentrationen af oxoniumioner?
    5. Hvad er pH i en 0,10 M opløsning af natriumhydroxid? Brug vands ionprodukt, [H3O+] · [OH−] = 1,0 · 10−14 M2.

  8. Titrering afsnit 7.5

    En prøve med eddike titreres med 0,100 M natriumhydroxid. Indikatoren er phenolphthalein, og omslaget kommer, når der er brugt 20,0 mL.

    1. Hvilken farve har opløsningen før omslaget, og hvilken farve har den lige efter?
    2. Beregn stofmængden af natriumhydroxid, der er brugt.
    3. Hvor stor en stofmængde eddikesyre var der i prøven?
    4. En elev drypper forbi omslaget, så opløsningen bliver kraftigt lyserød. Bliver resultatet for højt eller for lavt?

  1. Syre og base

    1. En syre er et stof, der kan afgive en hydron. En base er et stof, der kan optage en hydron.
    2. En hydron er partiklen H+. Det er et hydrogenatom uden sin elektron.

  2. Hvem afgiver hydronen?

    1. HNO3 er syren, fordi den afgiver en hydron. H2O er basen, fordi det optager hydronen.
    2. NH3 og HCO3−.
    3. En amfolyt er et stof, der både kan afgive og optage en hydron. Vand er et eksempel, og det er hydrogencarbonationen, HCO3−, også.

  3. Navne og formler

    Saltsyre er HCl, svovlsyre er H2SO4, eddikesyre er CH3COOH, ammoniak er NH3, og hydroxidionen er OH−.

  4. Stærk eller svag?

    1. En stærk syre afgiver alle sine hydroner, når den kommer i vand. En svag syre afgiver kun få af sine hydroner.
    2. En dobbeltpil, ⇌.
    3. I glasset med saltsyre. De to syrer har samme koncentration, men saltsyre er en stærk syre, så alle molekylerne har afgivet en hydron. I eddikesyren har kun få molekyler gjort det.

  5. Neutralisation og kalk

    1. H3O+(aq) + OH−(aq) → 2 H2O(l)
    2. Carbondioxid, CO2.

  6. pH-skalaen

    1. pH 2 er sur, pH 7 er neutral, og pH 11 er basisk.
    2. Opløsning A. Der er to trin mellem pH 3 og pH 5, så A har 100 gange flere oxoniumioner.
    3. pH bliver 5. Koncentrationen af oxoniumioner bliver 10 gange mindre, og så stiger pH med 1.

  7. pH-beregninger

    1. Formlen er:

      \[ \mathrm{pH} = -\log\,[\mathrm{H_3O^+}] \]

    2. Koncentrationen sættes ind i formlen.

      \[ \mathrm{pH} = -\log(1{,}0 \cdot 10^{-3}) = 3{,}00 \]

    3. Saltsyre er en stærk syre, så [H3O+] = c(HCl) = 0,010 M. Det er det samme som 1,0 · 10−2 M.

      \[ \mathrm{pH} = -\log(0{,}010) = 2{,}00 \]

    4. Formlen vendes om.

      \[ [\mathrm{H_3O^+}] = 10^{-\mathrm{pH}}\ \mathrm{M} = 10^{-5{,}00}\ \mathrm{M} = 1{,}0 \cdot 10^{-5}\ \mathrm{M} \]

    5. Natriumhydroxid er en stærk base, så [OH−] = c(NaOH) = 0,10 M. Vands ionprodukt giver koncentrationen af oxoniumioner.

      \[ [\mathrm{H_3O^+}] = \dfrac{1{,}0 \cdot 10^{-14}\ \mathrm{M^2}}{[\mathrm{OH^-}]} = \dfrac{1{,}0 \cdot 10^{-14}\ \mathrm{M^2}}{0{,}10\ \mathrm{M}} = 1{,}0 \cdot 10^{-13}\ \mathrm{M} \]

      \[ \mathrm{pH} = -\log(1{,}0 \cdot 10^{-13}) = 13{,}00 \]

      Opløsningen har pH 13,00.

  8. Titrering

    1. Opløsningen er farveløs før omslaget og svagt lyserød lige efter.

    2. 20,0 mL er 0,0200 L.

      \[ n(\mathrm{NaOH}) = c \cdot V = 0{,}100\ \dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{L}} \cdot 0{,}0200\ \mathrm{L} = 0{,}00200\ \mathrm{mol} \]

    3. Eddikesyre og hydroxid reagerer i forholdet 1 : 1, så der var 0,00200 mol eddikesyre.

    4. For højt. Forbruget bliver for stort, og så ser det ud, som om der var mere eddikesyre i prøven.