125,0 ml 0,040 M 75,0+125,0 ml Muodostetaan ionitulon lauseke ja sijoitetaan hetkelliset konsentraatiot



Samankaltaiset tiedostot
4.1 Heterogeeninen tasapaino

Oppikirjan tehtävien ratkaisut

Liukoisuus

Kemian koe kurssi KE5 Reaktiot ja tasapaino koe

KE5 Kurssikoe Kastellin lukio 2014

Kemiallinen tasapaino 3: Puskuriliuokset Liukoisuustulo. Luento 8 CHEM-A1250

a) Puhdas aine ja seos b) Vahva happo Syövyttävä happo c) Emäs Emäksinen vesiliuos d) Amorfinen aine Kiteisen aineen

Luku 3. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

5 LIUOKSEN PITOISUUS Lisätehtävät

Neutraloituminen = suolan muodostus

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

Määritelmät. Happo = luovuttaa protonin H + Emäs = vastaanottaa protonin

Seokset ja liuokset. 1. Seostyypit 2. Aineen liukoisuus 3. Pitoisuuden yksiköt ja mittaaminen

joka voidaan määrittää esim. värinmuutosta seuraamalla tai lukemalla

c) Tasapainota seuraava happamassa liuoksessa tapahtuva hapetus-pelkistysreaktio:

( ) Oppikirjan tehtävien ratkaisut. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

Veden ionitulo ja autoprotolyysi TASAPAINO, KE5

KE5 Kurssikoe Kastellin lukio 2012 Valitse kuusi (6) tehtävää. Piirrä pisteytystaulukko.

Oppikirjan tehtävien ratkaisut

3. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

TKK, TTY, LTY, OY, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe

Tehtävä 1. Avaruussukkulan kiihdytysvaiheen kiinteänä polttoaineena käytetään ammonium- perkloraatin ja alumiinin seosta.

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Vahvat&heikot protolyytit (vesiliuoksissa) ja protolyysireaktiot

Kemian opetuksen keskus Helsingin yliopisto Veden kovuus Oppilaan ohje. Veden kovuus

2. Reaktioyhtälö 3) CH 3 CH 2 COCH 3 + O 2 CO 2 + H 2 O

d) Klooria valmistetaan hapettamalla vetykloridia kaliumpermanganaatilla. (Syntyy Mn 2+ -ioneja)

KEMIA HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET

Hapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottaminen

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

Seoksen pitoisuuslaskuja

Kemia s2011 ratkaisuja. Kemian koe s 2011 lyhennettyjä ratkaisuja

Erilaisia entalpian muutoksia

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

Kemia s10 Ratkaisut. b) Kloorin hapetusluvun muutos: +VII I, Hapen hapetusluvun muutos: II 0. c) n(liclo 4 ) = =

TITRAUKSET, KALIBROINNIT, SÄHKÖNJOHTAVUUS, HAPPOJEN JA EMÄSTEN TARKASTELU

2CHEM-A1210 Kemiallinen reaktio Kevät 2017 Laskuharjoitus 7.

Suolaliuoksen ph

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset

Jaksollinen järjestelmä

MAOL:n pistesuositus kemian reaalikokeen tehtäviin keväällä 2013.

Tieto- ja viestintätekniikan käyttö kokeellisessa kemian opetuksessa videot

vi) Oheinen käyrä kuvaa reaktiosysteemin energian muutosta reaktion (1) etenemisen funktiona.

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos

MOOLIMASSA. Vedyllä on yksi atomi, joten Vedyn moolimassa M(H) = 1* g/mol = g/mol. ATOMIMASSAT TAULUKKO

Liukeneminen

Käsitteitä. Hapetusluku = kuvitteellinen varaus, jonka atomi saa elektronin siirtyessä

Liuos voi olla hapan, emäksinen tai neutraali

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

Vesiliuoksen ph ja poh-arvot

Kemiaa tekemällä välineitä ja työmenetelmiä

Veden kovuus. KOHDERYHMÄ: Työ on suunniteltu lukiolaisille. Se voidaan tehdä esimerkiksi kursseilla KE5 ja työkurssi.

ROMUMETALLIA OSTAMASSA (OSA 1)

Elektrolyysi Anodilla tapahtuu aina hapettuminen ja katodilla pelkistyminen!

ÄLÄ KÄÄNNÄ SIVUA ENNEN KUIN VALVOJA ANTAA LUVAN!

1 Tehtävät. 2 Teoria. rauta(ii)ioneiksi ja rauta(ii)ionien hapettaminen kaliumpermanganaattiliuoksella.

luku2 Kappale 2 Hapettumis pelkistymisreaktioiden ennustaminen ja tasapainottaminen

Heikot sidokset voimakkuusjärjestyksessä: -Sidos poolinen, kun el.neg.ero on 0,5-1,7. -Poolisuus merkitään osittaisvarauksilla

NIMI: Luokka: c) Atomin varaukseton hiukkanen on nimeltään i) protoni ii) neutroni iii) elektroni

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

Väittämä Oikein Väärin. 1 Pelkistin ottaa vastaan elektroneja. x. 2 Tyydyttynyt yhdiste sisältää kaksoissidoksen. x

SUMUINEN AAMU METALLINKIERRÄTYSLAITOKSELLA

Kemian tentti 2017 / RATKAISUT

1. a) Selitä kemian käsitteet lyhyesti muutamalla sanalla ja/tai piirrä kuva ja/tai kirjoita kaava/symboli.

Päähaku, kemian kandiohjelma Valintakoe klo

LÄÄKETEHTAAN UUMENISSA

Lasku- ja huolimattomuusvirheet - ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2½ p. = 2 p.

Ylioppilastutkintolautakunta S t u d e n t e x a m e n s n ä m n d e n

Valitkoituja esimerkkejä & vastaustekniikkaa

c) Nimeä kaksi alkuainetta, jotka kuuluvat jaksollisessa järjestelmässä samaan ryhmään kalsiumin kanssa.

Luento 9 Kemiallinen tasapaino CHEM-A1250

COLAJUOMAN HAPPAMUUS

Reaktiosarjat

1.1 Homogeeninen kemiallinen tasapaino

Puskuriliuokset ja niiden toimintaperiaate

SUMUINEN AAMU METALLINKIERRÄTYSLAITOKSELLA

Ioniselektiivinen elektrodi

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

Voimalaitoksen vesikemian yleiset tavoitteet ja peruskäsitteitä

Liitetaulukko 1/11. Tutkittujen materiaalien kokonaispitoisuudet KOTIMAINEN MB-JÄTE <1MM SAKSAN MB- JÄTE <1MM POHJAKUONA <10MM

KEMIA lyhennettyjä ratkaisuja. 1. a) Vesiliukoisia: B, C, D, F, G

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta Insinöörivalinnan kemian koe MALLIRATKAISUT

SUMUINEN AAMU METALLINKIERRÄTYSLAITOKSELLA

(Huom! Oikeita vastauksia voi olla useita ja oikeasta vastauksesta saa yhden pisteen)

Reaktioyhtälö. Sähköisen oppimisen edelläkävijä Empiirinen kaava, molekyylikaava, rakennekaava, viivakaava

KE2 Kemian mikromaailma

Mittaustarkkuus ja likiarvolaskennan säännöt

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2½ p. = 2 p.

Vinkkejä opettajille ja odotetut tulokset SIVU 1

COLAJUOMAN HAPPAMUUS

MAOL:n pistesuositus kemian reaalikokeen tehtäviin syksyllä 2011.

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

B sivu 1(6) AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE

Luku 2. Kemiallisen reaktion tasapaino

17VV VV Veden lämpötila 14,2 12,7 14,2 13,9 C Esikäsittely, suodatus (0,45 µm) ok ok ok ok L. ph 7,1 6,9 7,1 7,1 RA2000¹ L

17VV VV 01021

Helsingin, Jyväskylän ja Oulun yliopistojen kemian valintakoe Keskiviikkona klo 10-13

Ainemäärien suhteista laskujen kautta aineiden määriin

VESI JA VESILIUOKSET

Osio 1. Laskutehtävät

Transkriptio:

4.4 Syntyykö liuokseen saostuma 179. Kirjoita tasapainotettu nettoreaktioyhtälö olomuotomerkintöineen, kun a) fosforihappoliuokseen lisätään kaliumhydroksidiliuosta b) natriumvetysulfaattiliuokseen lisätään natriumhydroksidiliuosta c) rauta(iii)kloridiliuokseen lisätään ammoniakkiliuosta d) natriumhydroksidiliuokseen puhalletaan pillillä uloshengitysilmaa e) kylläiseen kalsiumhydroksidiliuokseen puhalletaan pillillä uloshengitysilmaa. Ratkaisut a) Tasapainotettu nettoreaktioyhtälö: HPO4(aq) + KOH(aq) K + (aq) + PO4 - (aq) + HO(l) a) Pohdintaa, mitä tapahtuu fosforihappo HPO4(aq) HO + (aq) + PO4 (aq) kaliumhydroksidi KOH(aq) K + (aq) + OH (aq) Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot: HO + (aq) PO4 (aq) K + (aq) emmat kationeja, l eivät reagoi keskenään + OH (aq) neutraloituminen emmat anioneja, eivät reagoi keskenään Yksi fosforihappoekyyli tuottaa kolme oksoniumionia. HO + (aq) + OH (aq) 6 HO(l) eli lyhemmin: HO + (aq) + OH (aq) HO(l) b) Tasapainotettu nettoreaktioyhtälö: NaHSO4(aq) + NaOH(aq) Na + (aq) + SO4 - (aq) + HO(l) b) Pohdintaa, mitä tapahtuu natriumvetysulfaatti NaHSO4(aq) Na + (aq) + HSO4 (aq) Na + (aq) + HO + (aq) +SO4 (aq) natriumhydroksidi NaOH(aq) Na + (aq) + OH (aq) Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot: Na + (aq) HO + (aq) SO4 (aq) Na + (aq) emmat kationeja, emmat l eivät reagoi kationeja, eivät keskenään reagoi keskenään + OH (aq) l neutraloituminen emmat anioneja, eivät reagoi keskenään HO + (aq) + OH (aq) HO(l)

c) Tasapainotettu nettoreaktioyhtälö: FeCl(aq) + NH4 + (aq) + OH (aq) Fe(OH)(s) + Cl (aq) + NH4 + (aq) tai FeCl(aq) + NH(aq) + HO(l) Fe(OH)(s) + Cl (aq) + NH4 + (aq) c) Pohdintaa, mitä tapahtuu rauta(iii)kloridi FeCl(aq) Fe + (aq) + Cl (aq) ammoniakki NH(aq) + HO(l) NH4 + (aq) + OH (aq) Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot: Fe + (aq) Cl (aq) NH4 + (aq) eivät reagoi keskenään l + OH (aq) Fe(OH) Taulukkokirjasta Ks =,8 10 9 yksikkö (/dm ) 4 eivät reagoi keskenään Fe + (aq) + OH (aq) Fe(OH)(s) tai FeCl(aq) + NH(aq) + HO(l) Fe(OH)(s) + Cl (aq) + NH4 + (aq) d) Tasapainotettu nettoreaktioyhtälö: NaOH(aq) + CO(g) Na + (aq) + CO (aq) + HO(l) d) Pohdintaa, mitä tapahtuu natriumhydroksidi NaOH(aq) Na + (aq) + OH (aq) uloshengitysilman hiilidioksidi CO(g) CO(aq) HCO(aq) HO + (aq) + CO (aq) Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot: Na + (aq) OH (aq) HO + (aq) eivät reagoi keskenään neutraloituminen CO (aq) l eivät reagoi keskenään HO + (aq) + OH (aq) HO(l)

e) Tasapainotettu nettoreaktioyhtälö: Ca(OH)(aq) + CO(g) CaCO(s) + HO(l) e) Pohdintaa, mitä tapahtuu kylläiseen kalsiumhydroksidiliuokseen Ca(OH)(s) Ca + (aq) + OH (aq) uloshengitysilman hiilidioksidi CO(g) CO(aq) HCO(aq) HO + (aq) + CO (aq) Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot: Ca + (aq) OH (aq) HO + (aq) eivät reagoi keskenään neutraloituminen CO (aq) v eivät reagoi keskenään Ca + (aq) + OH (aq) + CO(aq) CaCO(s) + HO(l) 180. Syntyykö saostuma, jos 75,0 ml 0,00 M BaCl-liuosta ja 15,0 ml 0,040 M NaSO4-liuosta yhdistetään? Sulfaatti-ionin protonoitumista ei tarvitse huomioida. Ratkaisu 75,0 ml 0,00 M BaCl-liuosta + 15,0 ml 0,040 M NaSO4-liuosta Suolat liukenevat BaCl(s) Ba + (aq) + Cl (aq) NaSO4(s) Na + (aq) + SO4 (aq). Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot Ba + Cl Na + - l SO4 h, Ks = 1,1 10 10 - BaSO4(s) Ba + (aq) + SO4 (aq) Liuosten yhdistämisen jälkeen hetkelliset konsentraatiot ovat 75,0 ml 0,00 M 75,0+15,0 ml Ba 0,0075M 15,0 ml 0,040 M SO 4 0,05M 75,0+15,0 ml Muodostetaan ionitulon lauseke ja sijoitetaan hetkelliset konsentraatiot Q Ba SO 4 0,0075 M 0,05 M 1,875 10 M 1,9 10 M 4 4

Q > Ks, joten bariumsulfaattia saostuu, kunnes Q = Ks. Vastaus Bariumsulfaattia saostuu. 181. Syntyykö bariumfluoridisaostuma, kun 100,0 ml 0,0010 M Ba(NO)-liuosta ja 00,0 ml 0,0010 M KF-liuosta yhdistetään? Fluoridi-ionin protonoitumista ei huomioida. Ks(BaF) = 1,7 10 6 (/dm ) Ratkaisu 100,0 ml 0,0010 M Ba(NO)-liuosta + 00,0 ml 0,0010 M KF-liuosta Ks(BaF) = 1,7 10 6 (/dm ) Suolat liukenevat Ba(NO) (s) Ba + (aq) + NO (aq) KF(s) K + (aq) + F (aq). Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot Ba + NO K + - l F h, Ks = 1,7 10 6 - (/dm ) BaF(s) Ba + (aq) + F (aq) Liuosten yhdistämisen jälkeen hetkelliset konsentraatiot ovat 100,0ml 0,0010M 4 Ba,... 10 M 100,0+00,0 ml 00,0ml 0,0010M 100,0+00,0 ml 4 F 6,6666... 10 M Muodostetaan ionitulon lauseke ja sijoitetaan hetkelliset konsentraatiot Q + Ba F 4 4,... 10 M 6,6666... 10 M 1,4814... 10 M 10 10 1,5 10 M Q < Ks, joten bariumfluoridia ei saostu. Vastaus Bariumfluoridia ei saostu.

18. 0 pisaraa vesiliuosta on likimain 1 ml. Muodostuuko saostuma, kun yksi pisara 0,010 M NaCl(aq) lisätään 10,0 ml:aan a) 0,0040 M AgNO(aq) b) 0,0040 M Pb(NO)(aq)? Ratkaisut 0 pisaraa = 1 ml 1 pisara = 0,05 ml lisätään 1 pisara = 0,05 ml 0,010 M NaCl(aq) a) 10,0 ml 0,0040 M AgNO(aq) Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot Na + Cl Ag + - h, Ks = 1,8 10 10 M NO l - AgCl(s) Ag + (aq) + Cl (aq) Liuosten yhdistämisen jälkeen hetkelliset konsentraatiot ovat 10,0ml 0,0040M 10,0 0,05 ml Ag,9800... 10 M 0,05ml 0,010M 10,0 0,05 ml 5 Cl 4,9751... 10 M Muodostetaan ionitulon lauseke ja sijoitetaan hetkelliset konsentraatiot + - Q Ag Cl 5,9800... 10 M 4,9751... 10 M 1,9801... 10 M,0 10 M 7 7 Q > Ks, joten hopeakloridia saostuu kunnes Q = Ks.

b) 10,0 ml 0,0040 M Pb(NO)(aq) Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot Na + Cl Pb + - h, Ks = 1,7 10 5 M NO l - PbCl(s) Pb + (aq) + Cl (aq) Liuosten yhdistämisen jälkeen hetkelliset konsentraatiot ovat 10,0 ml 0,0040 M 10,0 0,05 ml + Pb,9800... 10 M 0,05ml 0,010M 10,0 0,05 ml 5 Cl 4,9751... 10 M Muodostetaan ionitulon lauseke ja sijoitetaan hetkelliset konsentraatiot Q + Pb Cl 5,9800... 10 M 4,9751... 10 M 9,8514... 10 M 9,9 10 M 1 1 Q < Ks, joten lyijykloridia ei saostu. 18. Vesiliuos sisältää 0,010 M Ag + -ioneja ja 0,00 M Pb + -ioneja. Kun tähän liuokseen lisätään Cl -ioneja, sekä AgCl:a että PbCl:a saostuu. a) Mikä pitää Cl -ionien konsentraation olla, että 1) AgCl ) PbCl alkaa juuri ja juuri saostua? b) Kumpi, AgCl vai PbCl, saostuu ensin? Ratkaisut 0,010 M Ag + -ioneja + 0,00 M Pb + -ioneja + Cl -ioneja AgCl Ks = 1,8 10 10 M PbCl Ks = 1,7 10 5 M

1) AgCl(s) Ag + (aq) + Cl (aq) Saostuu juuri ja juuri, kun Q = Ks. Huom! Muista ionitulossa hetkelliset konsentraatiot. Q K s Ag Cl K 0,010M Cl 1,8 10 M 1,8 10 M Cl 0,010M 8 1,8 10 M s 10 10 ) PbCl(s) Pb + (aq) + Cl (aq) Saostuu juuri ja juuri, kun Q = Ks. Huom! Muista ionitulossa hetkelliset konsentraatiot. Q K s + Pb Cl 0,00M Cl 1,7 10 M Cl 1,7 10 M 0,00M 5 5,9154... 10 M (liuokoisuus ei voi olla negatiivinen) 0,09M K s b) AgCl saostuu ensin, koska silloin [Cl ] on pienempi. Vastaukset a) Cl -ionikonsentraation on oltava 1,8 10 8 M, jotta AgCl juuri ja juuri saostuu ja 0,09 M, jotta PbCl juuri ja juuri saostuu. b) AgCl saostuu ensin, koska silloin [Cl ] on pienempi. 184. Yhtä suuret tilavuudet 1,0 10 M kalsiumkloridin ja,0 10 4 M hopeafluoridin vesiliuoksia yhdistetään. Muodostuuko saostumaa? Jos muodostuu, mitä se on? Fluoridi-ionin protonoitumista ei huomioida. Liukoisuustuloja: Ks(CaF) =,5 10 11 (/dm ) ja Ks(AgCl) = 1,8 10 10 (/dm ). Ratkaisu Sama tilavuus V empia liuoksia. V dm 1,0 10 M kalsiumkloridin + V dm,0 10 4 M hopeafluoridin vesiliuosta CaCl(s) Ca + (aq) + Cl (aq) AgF(s) Ag + (aq) + F (aq). Mahdolliset saostumat Ks(CaF) =,5 10 11 (/dm )

Ks(AgCl) = 1,8 10 10 (/dm ). Koska liukoisuustulojen lauseilla on eri muoto, saostumista ei voi päätellä pelkkien lukuarvojen perusteella. Tutkitaan ensin kalsiumfluoridin saostuminen. CaF(s) Ca + (aq) + F (aq) Liuosten yhdistämisen jälkeen hetkelliset konsentraatiot ovat Vdm 1,0 10 M Ca 0,00050M VV dm 4 Vdm,0 10 M 4 F 1,0 10 M VV dm Muodostetaan ionitulon lauseke ja sijoitetaan hetkelliset konsentraatiot Q Ca F 4 0,00050M 1,0 10 M 5,0 10 M 1 Q < Ks, joten kalsiumfluoridia ei saostu. Tutkitaan sitten hopeakloridin saostuminen. AgCl(s) Ag + (aq) + Cl (aq) Liuosten yhdistämisen jälkeen hetkelliset konsentraatiot ovat 4 Vdm,0 10 M 4 Ag 1,0 10 M VV dm Vdm 1,0 10 M Cl CaCl 1,0 10 M VV dm Muodostetaan ionitulon lauseke ja sijoitetaan hetkelliset konsentraatiot Q + Ag Cl 4 1,0 10 M 1,0 10 M 1,0 10 M 7 Q > Ks, joten hopeakloridia saostuu, kunnes Q = Ks. Vastaus Seoksesta saostuu hopeakloridia.

185. 15 millilitraan 0,0010 M hopeanitraattiliuosta lisättiin 15 ml 0,0010 M natriumkloridiliuosta. a) Osoita, että astiaan saostuu hopeakloridia. ( p.) b) Laske hopeaionin konsentraatio liuoksessa, kun tasapaino on asettunut. (4 p.) Hopeakloridin liukoisuustulo on Ks(AgCl) = 1,8 10 10 (/l). (Yo k006) Ratkaisut 15 ml 0,0010 M AgNO-liuos + 15 ml 0,0010 M NaCl-liuos Suolat liukenevat AgNO(s) Ag + (aq) + NO (aq) NaCl(s) Na + (aq) + Cl (aq). Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot Na + Cl Ag + - h, Ks = 1,8 10 10 M NO l - AgCl(s) Ag + (aq) + Cl (aq) Liuosten yhdistämisen jälkeen hetkelliset konsentraatiot ovat + 15ml 0,0010M Ag 0,00050 M 15 15 ml 15ml 0,0010M Cl 0,00050 M 15 15 ml a) Saostuminen tutkitaan muodostamalla ionitulon lauseke ja sijoittamalla siihen hetkelliset konsentraatiot Q Ag Cl 0,00050M 0,00050M,5 10 M 7 Q > Ks, joten hopeakloridia saostuu kunnes Q = Ks.

b) Tasapainossa [Ag + ] =? Tapa 1: Koska Ks tunnetaan Konsentraatio alussa, /dm Konsentraation muutos, /dm Konsentraatio tasapainossa, /dm AgCl(s) Ag + (aq) + Cl (aq) kiinteää 0 0 liukenee x + x + x kiinteää x x Ks = [Ag + ] [Cl ] 10 1,8 10 x x x 1,8 10 10 5 1,416... 10 dm 5 1, 10 dm Tasapainossa [Ag + ] = x = 1, 10 5 /dm. Tapa : Konsentraatio alussa, /dm Konsentraation muutos, /dm Konsentraatio tasapainossa, /dm AgCl(s) Ag + (aq) + Cl (aq) kiinteää 0,00050 0,00050 saostuu x - x - x kiinteää 0,00050 - x 0,00050 - x Ks = [Ag + ] [Cl ]

x x 10 1,8 10 0,00050 0,00050,5 10 1,0 10 x x x 7 1,0 10 x,498 10 0 7 7 1,0 10 1,0 10 4 1,498 10 x 1 x 4 4,86585 10 dm 4 ( x 5,1416 10 ) dm Jälkimmäinen x johtaa negatiiviseen tasapainokonsentraatioon (0,0005-x), joten juuri ei ole kemiallisesti mahdollinen. Tasapainossa [Ag + ] = 0,00050 x = (0,00050 4,86585 10 4 ) /dm = 1,416 10 5 /dm ~1, 10 5 /dm Tasapainossa [Ag + ] = 1, 10 5 /dm. Vastaukset a) Q > Ks, joten hopeakloridia saostuu kunnes Q = Ks. b) Tasapainossa [Ag + ] = 1, 10 5 /dm. 186. Vesilaitos tuottaa kovaa vettä, jonka Ca + -pitoisuus on,0 10 /l. Vesi fluorataan lisäämällä siihen, g natriumfluoridia, NaF, tuhatta vesilitraa kohti. Saostuuko putkistossa kalsiumfluoridia, CaF? Ks(CaF) =,5 10 11 (/l). Ratkaisu [Ca + ] =,0 10 /l +, g NaF/1000 l vettä saostuuko CaF? Ks =,5 10 (/l) n m,g 5 cnaf 5,9... 10 V M V g l,99 19,00 1000l Taulukkokirja: NaF on veteen helposti liukeneva (l). NaF(s) Na + (aq) + F (aq) Konsentraatio 5,9 10 5 0 0 alussa, /dm Konsentraatio,kun 0 5,9 10 5 5,9 10 5 liuennut, /dm

CaF:n saostuminen tutkitaan muodostamalla ionitulo CaF(s) Ca + (aq) + F (aq) Konsentraatio alussa, /dm kiinteää,0 10 5,9 10 5 Q = [Ca + ] [F ],0 10 5,9... 10 5,490... 10 5 1 1 5,5 10 l Q = 5,5 10 1 (/l) < Ks =,5 10 11 (/l), joten CaF ei saostu. Vastaus Q < Ks, joten CaF ei saostu. 187. Magnesiumin valmistuksessa tarvittavaa lähtöainetta, magnesiumhydroksidia, saadaan merivedestä saostamalla se hydroksidina. Oletetaan, että saostus tehdään lisäämällä meriveteen kiinteää natriumhydroksidia. Merivesi sisältää kuitenkin kalsium-ioneja, jotka saattavat myös saostua natriumhydroksidia lisättäessä. Meriveden Mg + -ionikonsentraatio on 0,050 /l ja Ca + -ionikonsentraatio 0,010 /l. a) Mikä pitää meriveden OH -ionikonsentraation olla, että 1) kalsiumhydroksidi ) magnesiumhydroksidi alkaa juuri ja juuri saostua? b) Mikä pitää meriveden ph:n olla, että 1) kalsiumhydroksidi ) magnesiumhydroksidi alkaa juuri ja juuri saostua? c) Kummat, Ca + - vai Mg + -ionit, alkavat saostua ensin? Ks(Mg(OH)) = 5,6 10 1 (/l) ja Ks(Ca(OH)) = 5,0 10 6 (/l). Oletetaan, että kiinteän NaOH:n lisääminen ei muuta liuoksen tilavuutta ja että saostukset tehdään olosuhteissa, joissa ilman hiilidioksidia ei ole läsnä. Ratkaisut NaOH(s):n lisääminen ei muuta tilavuutta. Meriveden Mg + -ionikonsentraatio on 0,050 /l ja Ca + -ionikonsentraatio 0,010 /l. a) [OH ] =?, jotta saostuvat juuri ja juuri 1) Ks(Ca(OH)) = 5,0 10 6 (/l) Ca(OH)(s) Ca + (aq) + OH (aq) Saostuu juuri ja juuri, kun Q = Ks. Huom! Muista ionitulossa hetkelliset konsentraatiot.

Q K s Ca OH 0,010M OH 5,0 10 M OH,60... 10 M 0,0M K s 5,0 10 M 0,010M 6 6 ) Ks(Mg(OH)) = 5,6 10 1 (/l) Mg(OH)(s) Mg + (aq) + OH (aq) Saostuu juuri ja juuri, kun Q = Ks. Huom! Muista ionitulossa hetkelliset konsentraatiot. Q K s Mg OH 0,050M OH 5,6 10 M OH 5 1,058... 10 M 5 1,1 10 M K s 5,6 10 M 0,050M 1 1 b) ph =?, jotta juuri ja juuri saostuu 1) Kalsiumhydroksidi: a-kohdasta [OH ] =,60 10 M, joten poh = 1,6505 ja ph = pkw poh = 14,00 1,6505 = 1,5 ) Magnesiumhydroksidi: a-kohdasta [OH ] = 1,058 10 5 M, joten poh = 4,975 ja ph = pkw poh = 14,00 4,975 = 9,0 c) Mg(OH) saostuu ensin, koska a-kohdan perusteella siihen tarvitaan pienempi OH konsentraatio ja siten pienempi NaOH lisäys. Suora päättely liukoisuustulon lukuarvosta ei toimi, koska vapaita metalli-ioneja on jo liuoksissa ja niitä on eri määrä.

188. Sekoitetaan 5,0 ml 0,00 M natriumsulfaattiliuosta ja 5,0 ml 0,05 M lyijy(ii)nitraattiliuosta. Kuinka monta prosenttia Pb + -ioneista jää saostumatta? Ratkaisu 5,0 ml 0,00 M natriumsulfaattiliuosta + 5,0 ml 0,05 M lyijy(ii)nitraattiliuosta Suolat liukenevat Na(SO4) (s) Na + (aq) + SO4 (aq) Pb(NO)(s) Pb + (aq) + NO (aq). Tutkitaan taulukkokirjasta ionien mahdolliset reaktiot Na + SO4 Pb + - h, Ks =,5 10 8 (/dm ) NO l - PbSO4(s) Pb + (aq) + SO4 (aq) Liuosten yhdistämisen jälkeen hetkelliset konsentraatiot ovat 5,0ml 0,05M 5,0 5,0 ml Pb 0,015M 5,0ml 0,00M SO 4 0,015M 5,0 5,0 ml Ionitulo Q on Q Pb SO 4 0,015M 0,015M 1,875 10 M - 4 Q > Ks, joten PbSO4 saostuu kunnes Q = Ks. Konsentraatio alussa, /dm Konsentraation muutos, /dm Konsentraatio tasapainossa, /dm PbSO4(s) Pb + (aq) + SO (aq) kiinteää 0,015 0,015 saostuu x - x - x kiinteää 0,015 - x 0,015 - x

Tasapainossa: Ks = [Pb + ] [SO4 ] 8,5 10 0,015 x 0,015 x x x 0,075x1,875 10,5 10 0 4 8 0,075x1,87475 10 0 4 4 0,075 0,075 4 11,87475 10 x 1 x 0,01490... dm ( x 0,015009... ) dm Jälkimmäinen ratkaisu johtaa negatiiviseen tasapainokonsentraatioon (0,015 0,015009 )M, joten ratkaisu ei ole kemiallisesti mahdollinen. Lyijyioneja jää saostumatta + Pb saostumatta 0,015 0,01490... M 100% 100% + Pb hetkellinen 0,015M 0,07968...% 0,080% Vastaus Lyijyioneja jää saostumatta 0,080 %. 189. Koulun kemian laboratoriossa tutkittiin pohjaveden kloridi-ionipitoisuutta. Tätä varten pohjavedestä otettu 5,0 litran näyte haihdutettiin noin 50 ml:n tilavuuteen. Väkevöityyn liuokseen lisättiin hopeanitraattia, jolloin kloridi-ionit saostuivat niukkaliukoisena hopeakloridina. Saostuma suodatettiin nesteestä, kuivattiin ja punnittiin. Hopeakloridin massaksi saatiin 4 mg. a) Laske pohjaveden kloridi-ionipitoisuus (mg/l). b) Mitkä virhelähteet saattoivat vaikuttaa tuloksen luotettavuuteen? c) Miksi jouduttiin ottamaan verrattain paljon näytettä ja haihduttamaan se pieneen tilavuuteen? d) Miksi väkevöidyn liuoksen tilavuutta ei tarvitse tuntea tarkasti? (Yo k1999)

Ratkaisut haihdutus 5,0 l näyte m(agcl) = 4 mg 50 ml a) [Cl ] =? n(cl ) = n(agcl) m(cl ) = n(cl ) M(Cl ) = n(agcl) M(Cl ) m M AgCl g 107,87 5,45 mg mcl 6,010... 10 g g mg ccl, 1,01... 10 1 l V 5,0l l l AgCl 4 10 g g m Cl 5,45 6,010... 10 g b) Virhelähteet esim. * edustaako näyte tutkittavaa vettä kokonaisuutena * miten tarkasti näytteen tilavuus 5,0 l on mitattu? * haihdutuksen on oltava niin hidasta, että roiskeita ei synny * onko tarkistettu saostuiko kaikki kloridi ja saostuuko muita ioneja? * jäikö kaikki AgCl suodattimeen vai menikö osa siitä läpi * oliko kuivaus riittävän hidas, ettei roiskunut * oliko kuivauslämpötila sopiva, liian kuumassa AgCl hajoaa. * oliko tyhjä suodatin kuumennettu ja punnittu samoin kuin suodatin + AgCl? c) 5,0 l vesinäytteestä hopeakloridia saostui 4 mg. Tarkkaa määritystä varten punnittavan massan tulisi olla 100 00 mg eli 5,0 litran näytemäärä pienempi näyte ei riitä suureen tarkkuuteen kloridimäärityksessä. d) Alkuperäisen 5,0 litran näytteen tilavuus on tunnettava tarkkaan. Tämä näyte haihdutettiin, jolloin se sisälsi kaikki alkuperäisen näytteen kloridi-ionit. Kaikki nämä kloridi-ionit ionit saostettiin hopeanitraatilla. Näin haihdutetun liuoksen tarkalla tilavuudella ei ole merkitystä.