Általános Kémia Gyakorlat III. zárthelyi november 7

Általános Kémia Gyakorlat III. zárthelyi 2008. november 7. Név:

Neptun-kód:

A1 Alap/Közép/Haladó

Gyakorlatvezetı:

Figyelem! Csak a követhetıen kidolgozott feladatokra adunk pontot. Kérjük, az összes eredményét ezeken a lapokon adja be, egyéb papírt nem fogadunk el. A megoldást minden esetben arra a lapra írja fel, melyen az adott feladat szövege található, különben nem adható pont a megoldásra! A dolgozat beadása elıtt a végeredményeket mértékegységekkel együtt írja a megfelelı helyre! a. Milyen térfogatarányban kell összekeverni 2,00 és 4,00 pH-jú sósavoldatokat, hogy a keverék pH-ja 3,00 legyen? A térfogatokat vegye összeadhatónak! V(pH=2)—10−2 + V(pH=4)—10−4=[V(pH=2)+V(pH=4)]—10−3 ⇒ V(pH=2)/V(pH=4)=0,1 V(pH=2,00)/V(pH=4,00): 1/10=0,1

(3p)

3

b. 100,0 cm 10,70-es pH-jú KOH-oldatot mekkora térfogatú 3,1-es pH-jú salétromsavoldattal lehet közömbösíteni? c(KOH)=10−(14−10,7)=5,012—10−4 M (1p) c(HNO3)=10−3,1=7,943—10−4 M (1p) 3 −4 −4 3 V(HNO3)=100 cm —(5,012—10 M)/(7,943—10 M)=63,1 cm (1p) V(HNO3): 63,1 cm3

(3p) −5

Az ecetsav savi disszociációs állandója 1,8—10 . c. Mekkora a 0,500 mol/dm3 koncentrációjú ecetsav-oldat pH-ja? Mekkora az ecetsav disszociációfoka? Viszonylag tömény oldatról van szó, így: [H+]≈(Ks—c0)1/2=3,0—10−3 M ⇒ pH=2,52 α= [H+]/c0=(3,0—10−3 M)/(0,500 M)=0,006 (azaz jogos volt a fenti elhanyagolás) pH: 2,52

(3p)

α: 0,006=0,6%

(1p) 3

d. Mekkora a 0,250 mol/dm koncentrációjú nátrium-acetát oldat pH-ja? Kh=Kw/Ks=10−14/1,8—10−5=5,555—10−10 (1p) Mivel viszonylag tömény oldatról van szó: [OH−]≈(Kh—c0)1/2=(5,555—10−10—0,250)1/2 M=1,179—10−5 M (3p) ⇒ pH=9,07 pH: 9,07

(1p) (5p)

Összesen: aaaallalaal(15p)

Általános Kémia Gyakorlat III. zárthelyi 2008. november 7. Név:

Neptun-kód:

A2 Alap/Közép/Haladó

Gyakorlatvezetı:

Néhány fontos halogenid csapadék oldhatósági szorzatát az alábbi táblázat tartalmazza: L(25 °C) 1,44—10−10 1,50—10−16

AgCl AgI

PbCl2 PbI2

L(25 °C) 1,60—10−5 1,35—10−8

Mekkora az ezüst-klorid (AgCl) illetve az ólom-jodid (PbI2) oldhatósága 25 °C-on desztillált vízben? L(AgCl)=S2 ⇒ S(AgCl)=[L(AgCl)]1/2=1,20—10−5 M L(PbI2)=S—(2S)2=4S3 ⇒ S(PbI2)=[L(PbI2)/4]1/3=1,50—10−3 M S(AgCl): 1,20—10−5 M S(PbI2): 1,50—10

−3

(2p) (2p)

M

25 °C-on telített AgCl és PbI2 oldatok azonos térfogatú mennyiségeit összeöntjük. Keletkezik-e valamilyen csapadék, ha igen, adja meg a leváló csapadék(ok) képletét (képleteit)! Válaszát részletesen indokolja! (Mivel igen híg oldatokat öntünk össze, a térfogatokat vegye összeadhatónak!) Az oldatok hígulását figyelembe véve az új koncentrációk: [Ag+]=6—10−6 M [Cl−]=6—10−6 M [Pb2+]=7,5—10−4 M [I−]=1,5—10−3 M (1p összesen, ha mind jó.) [Ag+]—[I−]=9,0—10−9 >> L(AgI)=1,50—10−16 ⇒ csapadék keletkezik (1p) [Pb2+]—[Cl−]2=2,7—10−14 << L(PbCl2)=1,60—10−5 ⇒ csapadék keletkezik (1p) Magyarázat nélkül nem fogadható el a megoldás. Természetesen bármilyen logikus megoldás egyformán jónak tekintendı. Keletkezik csapadék? igen Ha igen, képlet(ek): AgI (3p) 3

Mekkora az ólom-jodid oldhatósága 0,500 mol/dm koncentrációjú KI-oldatban? Mivel az oldhatóság feltételezhetıen 1,50—10−3 M-nál kisebb, a PbI2 disszociációjából származó I− mennyisége elhanyagolható a KI-ból származóhoz képest, így L(PbI2)=S—[I−]2 ⇒ S=L(PbI2)/[I−]2 = 1,35—10−8/0,5002=5,40—10−8 M S(PbI2/KI): 5,4—10−8 M

(3p)

Mekkora az AgCl oldhatósága 2,75-ös pH-jú hidrogén-klorid oldatban? [Cl−]=10−2,75 M=1,778—10−3 M. Az elızıekhez hasonlóan: S=L/[Cl−]=1,44—10−10/(1,778—10−3) M=8,10—10−8 M S(AgCl/HCl): 8,1—10−8 M

(3p)

Desztillált vízbe feleslegben ezüst-kloridod (AgCl) és ezüst-jodidot (AgI) szórunk, és megvárjuk, hogy beálljon a telítési egyensúly. Mekkora lesz az oldatban az Ag+-ionok koncentrációja? [Ag+]=[I−] + [Cl−]; L(AgCl)=1,44—10−10=[Ag+]—[Cl−]; L(AgI)= 1,50—10−16=[Ag+]—[Cl−]. Az egyenletrendszert megoldva: [Ag+]=1,2000006—10−5 M ≈ 1,20—10−5 M [Ag+]: 1,20—10−5 M

(5p) Összesen: dddlddd2ll(18p)

Általános Kémia Gyakorlat III. zárthelyi 2008. november 7. Név:

Neptun-kód:

A3 Alap/Közép/Haladó

Gyakorlatvezetı:

A. Az ammónia disszociációs állandója 25 °C-on 1,58 — 10−5. Az alábbi puffer-oldatot készítettük el 25 °C-on: 100,0 cm3 0,800 mol/dm3 koncentrációjú ammónia-oldatban (térfogatváltozás nélkül) feloldottunk 30,0 mmol ammónium-kloridot. Mekkora a puffer pH-ja? csó=(30,0 mmol)/(100 cm3)=0,300 M [OH−]=Kb—cbázis/csó=1,58—10−5 —(0,800 M)/(0,300 M)=4,213—10−5 M ⇒ pH=9,62 pH: 9,62

(3p) 3

3

Szintén 100,0 cm 0,800 mol/dm koncentrációjú ammónia-oldatban mekkora anyagmennyiségő hidrogén-kloridot kell elnyeletni, hogy a pH 9,00 legyen? (A HCl gáz elnyeletése során nem következik be térfogatváltozás.) [OH−]=10−(14−9) M=10−5 M 80 mmól ammóniából x mmól sósav hatására keletkezik x mmól ammónium-klorid, és marad 80−x mmól ammónia: [OH−]= 10−5 = Kb—nbázis/nsó=1,58—10−5—(80−x)/x ⇒ x=48,99 mmol ≈ 49,0 mmol n(HCl): 49,0 mmol

(3p)

A fenti puffer-oldatot például úgy is elıállíthatjuk, hogy ammónium-klorid oldathoz erıs bázist adunk. 0,500 mol/dm3 koncentrációjú ammónium-klorid oldat 100,0 cm3-nyi térfogatához mekkora anyagmennyiségő szilárd NaOH-ot kell adni (térfogatváltozás nélkül), hogy 9,00 pH-jú oldatot kapjunk? 50 mmól ammónium-kloridból x mmól NaOH hatására keletkezik x mmól ammónia, valamint marad 50−x mmól ammónium-klorid. [OH−]= 10−5 = Kb—nbázis/nsó=1,58—10−5—x/(50−x) ⇒ x=19,38 mmol ≈ 19,4 mmol n(NaOH): 19,4 mmol

(3p)

B. Az oxálsav (H2A) egy kétértékő gyenge sav. Disszociációjának elsı lépése hidrogén-oxalát (HA−) ionokat eredményez, melyek egy részébıl oxalát (A2−) ionok keletkeznek. Egy 0,0100 mol/dm3 koncentrációjú oxálsav-oldat pH-ja 3,00. Tudjuk továbbá, hogy az oldatban a hidrogén-oxalát ionok mennyisége 98-szorosa az oxalát ionokénak. Mekkora az oxálsav elsı, illetve második disszociációs egyensúlyi állandója? Az alábbi megoldás mellett számos más úton (például az egyensúlyok részletes felírásával) is helyes eredményre lehet jutni. Az adatok alapján az alábbi egyenletek írhatóak fel az egyensúlyi koncentrációkra: 0,0100 M = [H2A] + [HA−] + [A2−] [HA−] = 98 — [A2−] [HA−] + 2 — [A2−] = [H+] = 0,001 M (mivel egy HA− keletkezésekor egy H+ megy az oldatba, viszont egy H2A-ból egy A2− ion keletkezése két H+ felszabadulásával jár.) Az egyenletrendszer megoldása:

[A2−]=10−5 M; [HA−]= 9,8—10−4 M; [H2A]= 9,01—10−3 M A két egyensúlyi állandó így: K1=[HA−]—[H+]/[H2A]=1,09—10−4 K2=[A2−]—[H+]/[HA−]=1,02—10−5 K1: 1,09—10−4

(4p)

−5

(4p)

K2: 1,02—10

Összesen: ffffffffddfff(17p)