Magnesiumfluoridi liukoisuus

Kysymys:
Kuinka paljon magnesiumia magnesiumfluoridista liukenee litraan puhdasta vettä? MgF2 liukoisuustulo on 6,4e-9 (mol/l)³

Vastaus:
Käytetään liukoisuustuloa apuna

Ks = [Mg2+] * [F-]²                                        tai                      Ks = [Mg2+] * [F-]²    
6,4e-9 (mol/l)³ = [Mg2+] * [F-]²                                                6,4e-9 (mol/l)³ = [Mg2+] * [F-]²
6,4e-9 (mol/l)³ = 0,5x * x²                                                          6,4e-9 (mol/l)³ = x * 2x²  jne..
6,4e-9 (mol/l)³ = 0,5x³        
x = 0.0018566... mol/l

Josta edelleen,

[Mg2+] = 0,5x
[Mg2+] = 0.0018566... mol/l * 0,5
[Mg2+] = 0,0009283... mol/l

V: Magnesiumfluoridia liukenee 9,28 * 10^-4 mol/l 

Liukoisuustulo

Kysymys:
Laske hopeajodidin liukoisuus veteen 25°C lämpötilassa ja ilmoita vastaus g/dm³. Hopeajodidin Ks = 8,5e-17 (mol/dm³)³

Ratkaisu:

Hopeajodidi liukenee hopea- ja jodidi-ioneiksi.  Stoikiometriset kertoimet ovat kaikilla 1.

Kirjoitetaan tasapainokonsentraatio:


                                Hopeajodidi  <-=->  Hopea+ ioni      +       Jodidi- ioni
Konsentraatio   
alussa                     kiinteää                    0                                  0

Muutos                    liukenee x                 +x                                +x

Lopussa                 kiinteää                     x                                  x

Lasketaan liukoisuus tulo Ks 

Ks = [Ag+] * [I-]
Ks = x²              
8,5e-17 = x²
x ~ 9,22e-9

Lasketaan Hopeajodidin massa

c = n / V = m / M*V
m = c * M * V
m = 9,22e-9 * (107,87 + 126,90) * 1 dm³
m = 2,1644e-6 g
m ~ 2,16 µg

Happo-emäsreaktion tasapaino (Le Châtelier-Braunin periaate)

Kehittäjät: Henry Louis Le Châtelier ja  Karl Ferdinand Braun

Happo-emäsreaktion tasapainoon vaikuttavat tekijät:

• Paine, jos reaktioyhtälössä on mukana kaasu

PCl5 (g) <-=-> PCl3 (g) + Cl2 (g) voidaan huomata, että reaktiotuotteissa on enemmän molekyylejä, yksi fosforitrikloridi ja yksi kloori. 


Paineen nostaminen vie reaktiota suuntaan, jossa kaasumolekyylien määrä on pienempi (tässä tapauksessa vasemmalle)
Paineen laskeminen vie reaktiota suuntaan, jossa kaasumolekyylien määrä on suurempi (tässä tapauksessa oikealle)

• Lämpötila

Eksotermisessä (Lämpöä tuottavassa ja jonka entalpia muutos on negatiivinen esim; ΔH=-100) reaktiossa lämmön nostaminen vie reaktiota lähtöaineiden suuntaan. Lämmön laskeminen puolestaan reaktiotuotteiden.


Endermisessä (Lämpöä sitovassa ja jonka entalpia muutos on positiivinen esim; ΔH=100) vastakkaiseen suuntaan. Eli lämpöä laskiessa lähtöaineiden suuntaan ja taas nostaessa reaktiotuotteiden.

• Konsentraatio

Jos lähtöaineita vähennetään tai tuotteita lisätään, reaktion tasapainotila siirtyy lähtöaineiden puolelle. Jos puolestaan tuotteita vähennetään tai lähtöaineita lisätään, reaktion tasapainotila menee tuotteiden puolelle. 

Suolahappoliuoksen pH:n määrittäminen konsentraation avulla

Kysymys:

Mikä on 0,3 mol/dm³ suolahappoliuoksen pH?

Ratkaisu:

Suolahappo luovuttaa kaikki protoninsa täydellisesti, koska se on vahva happo.

HCl (aq) + H2O (l) <-=-> H3O+(aq) + Cl-(aq)

Oksoniumionien tasapainokonsentraatio on sama kuin suolahapon alkukonsentraatio, joten voidaan vetää johtopäätös: 

[H3O+] = [HCl]0

Liuoksen pH on 

pH = -lg[H3O+] 
pH = -lg 0,3
pH = 0.5228
pH ~ 0.52

Ainemäärän laskeminen happovakion avulla

Kysymys:

Kuinka suuri ainemäärä tarvitaan yhdenarvoista happoa kun valmistetaan 0,3 litraa happoliuosta, jonka pH = 2,34 ? Hapon happovakio (Ka) on 1,23e-4 mol/l


Täsmennykset:

• 1,0e-3 =1,0 · 10^-3
• yhdenarvoinen happo on happo, joka luovuttaa yhden protonin

Ratkaisu:

Kyseessä on happo joten,

[HA] + [H2O] = [H3O+] + [A-]

• [HA] on happo ja [A-] on vastinemäs

Oksoniumionien konsentraatio saadaan,

[H3O+] = 10^-pH
[H3O+] = 10^-2.34

[H3O+] = 4,570...e-3

Taulukoidaan

	HA(aq)	H2O (l)	<-=->	H3O+	A-
c alku	a	-		0	0
c muutos	-4,570...e-3	-		+4,570...e-3	+4,570...e-3
c loppu	0	-		4,570...e-3	4,570...e-3

Saadaan toiseen asteen yhtälö

Ka = [H3O+][A-] / [HA]

1,23e-4           = (4,570...e-3)² / a-4,570...e-3

(4,570...e-3)   = 1,23e-4 · (a-4,570...e-3)

2.09949e-5    = 1,23e-4a - 5,6211e-7

1,23e-4a         = 2.09949e-5 + 5,6211e-7

a                       = 0.1743659... mol/l

Josta edelleen saadaan,

c = n / V

n = c · V

n = 0.1743659... mol/l · 0,3 l 

n = 0.05230977 mol

n ~ 0.052 mol

Vastaus: Tarvitaan noin 0.052 mol