http://img713.imageshack.us/img713/2851/alkutentti2010.jpg
Tehtävä kuuluu että mikä seuraavista neljästä kuvasta parhaiten esittää fosforihapon vesiliuosta. Oikea vastaus on ilmeisesti numero 2, mutta miten ihmeessä tällaisen asian voi perustella?
Tehtävä kuuluu että mikä seuraavista neljästä kuvasta parhaiten esittää fosforihapon vesiliuosta. Oikea vastaus on ilmeisesti numero 2, mutta miten ihmeessä tällaisen asian voi perustella?
Vastaukset 7
Vanhimmat
No siinä näyttäisi olevan seos kerran ja kahdesti protonin luovuttaneesta molekyylistä. Fosforihappo on keskivahva happo mikä tarkoittaa, ettei se ilman kikkailua luovuta kolmea protoniaan (vetyä) helposti. Jos se olisi vesiliuoksessa vaihtoehto 4 (puhdas PO4(3-)), se tarkoittaisi vahvaa happoa. Koska kolmosessakin PO4(3-):a esiintyy, on se epätodennäköistä. Keskivahva on vaikea määritelmä mutta täysin protonoituneet versiot "paljastavat" eron.
Ymmärtääkseni hapon protolisoitumisaste riippuu konsentraatiosta. Voidaanko vaihtoehto 3 sulkea pois jos ympärillä vallitsevista olosuhteista ei kerrota mitään?
Ei se riipu konsentraatiosta vaan kullekin hapolle ominaisesta happovakiosta. Fosforihappo luovuttaa ensimmäisen protoninsa "helposti". Toinen ja kolmas protoni eivät yksinkertaisesti irtoa vesiliuokseen merkittävissä määrin.
"Toinen ja kolmas protoni eivät yksinkertaisesti irtoa vesiliuokseen merkittävissä määrin."
Kuvassa 2) on ensimmäisen protonin luovuttaneita molekyylejä saman verran kuin kaksi protonia luovuttaneita. Eikö tämä ns. oikea vastaus olisi siinä tapauksessa siis mielestäsi mahdoton?
Kun tässä yrittää asiaa laskeskella niin tulisi laskutoimitusten jälkeen sellaisiin tuloksiin kun että tätä alkuperäistä H3PO4:sta olisi 92 %, yhden protonin luovuttaneita 8 % ja kahden protonin luovuttaneita olisi tästä 8 %:sta vain 0.007 % (0.00057 % koko liuoksesta). Näin ollen oikeassa kuvassa olisi siis oikeastaan vain tuota alkuperäistä protolysoitumatonta tavaraa.
Tämähän itse asiassa tarkottaisi että esim. kuvassa 1 pitäisi olla "4.6 molekyyliä" tätä alkuperästä ja "0.4 molekyyliä" yhden protonin luovuttanutta, joka kai voidaan hyvällä itsetunnolla pyöristää nollaan, joten kuva 1 olisi oikea(mpi) vastaus, eikä suinkaan kuva 2 jossa näitä yhden protonin luovuttaneita on saman verran kuin 2 protonia luovuttaneita?
Jos laskelmani pitävät paikkansa niin jotta tuonne liuokseen tulisi toisen protonin luovuttanut molekyyli, pitäisi näitä molekyylejä olla yhteensä n. 175 000 kappaletta kuvassa.
Eli mikähän tässä nyt sitten on se oikea vastaus? Jos se ei ole 2) niin voidaan ihmetellä onko tällainen tehtävä sopiva kemian peruskurssille, kun ei tentin laatija itsekään tunne ilmiötä riittävän hyvin jotta voisi täsmällisen vastauksen perustella? Mainittakoon vielä että käytettävissä ei ollut mitään kaavoja tai happovakioita joilla tätä asiaa olisi voinut edes yrittää laskea valinnan perusteeksi. Tehtävä vaikuttaisi olevan äärimmäisen epäselvä ja vaikeasti tulkittava noin peruskurssin tehtäväksi.
Jos olosuhteita ei kerrota, niin voit olla luova ja tehdä oletuksia. Jos fosforihappoa liuotetaan emäksiseen ympäristöön, niin silloin liuotin pystyy deprotonoimaan fosforihapon melkein täydellisesti pelkiksi fosfaatti-ioneiksi. Tosin, tarpeeksi hapan liuotin voi taas 'estää' deprotonoitumisen, jolloin H3PO4-spesies on vallitsevin spesies. Kyse on tasapainosta:
AH A- H
Poista protoneja esimerkiksi emäksellä ja voit 'kallistaa' tasapainon tuotteiden puolelle. Tosin, lisäämällä protoneja hapolla voit taas kallistaa tasapainoa lähtöaineen tai -aineiden puolelle.
Vesiliuoksestahan tuossa puhutaan.
http://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acid#pH_and_composition_of_a_phosphoric_acid_aqueous_solution