Æfingar

Skrifaðu jöfnur sem sýna að NH₃ geti verið bæði samstæð sýra og samstæður basi.

Skrifaðu jöfnur sem sýna að ${{\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{-}$ geti verkað bæði sem sýra og basi.

Sýndu fram á það með viðeigandi nettójónajöfnum að hver eftirfarandi eind geti verkað sem Brønsted-Lowry-sýra:

(a) H₃O⁺

(b) HCl

(c) NH₃

(d) CH₃CO₂H

(e) ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$

(f) ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

Sýndu fram á það með viðeigandi nettójónajöfnum að hver eftirfarandi eind geti verkað sem Brønsted-Lowry-sýra:

(a) HNO₃

(b) CH₃CH₂F(g)

(c) H₂S

(d) CH₃CH₂COOH

(e) ${{\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

(f) HS⁻

Sýndu fram á það með viðeigandi nettójónajöfnum að hver eftirfarandi eind geti verkað sem Brønsted-Lowry-basi:

(a) H₂O

(b) OH⁻

(c) NH₃

(d) CN⁻

(e) S²⁻

(f) ${{\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

Sýndu með viðeigandi nettójónajöfnum að hver eftirfarandi efnategund geti verkað sem Brønsted-Lowry-basi:

(a) HS⁻

(b) ${\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{3-}$

(c) ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2}^{-}$

(d) C₂H₅OH

(e) O²⁻

(f) ${{\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

Hver er samstæð sýra hvers eftirfarandi efna? Hver er samstæður basi hvers þeirra?

(a) OH⁻

(b) H₂O

(c) ${\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{-}$

(d) NH₃

(e) ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

(f) H₂O₂

(g) HS⁻

(h) ${{\mathrm{H}}_5{\mathrm{N}}_2}^{+}$

Hver er samstæð sýra hvers eftirfarandi efna? Hver er samstæður basi hvers þeirra?

(a) H₂S

(b) ${{\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

(c) PH₃

(d) HS⁻

(e) ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3}^{-}$

(f) ${{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}_2}^{+}$

(g) H₄N₂

(h) CH₃OH

Greindu og merktu Brønsted-Lowry-sýruna, samstæða basa hennar, Brønsted-Lowry-basann og samstæðu sýru hans í hverri af eftirfarandi jöfnum:

(a) $\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶{{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{+}+{\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3}^{-}$

(b) ${\mathrm{C}\mathrm{N}}^{-}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{N}+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}$

(c) ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4+{\mathrm{Cl}}^{-}⟶\mathrm{H}\mathrm{Cl}+{\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

(d) ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}⟶{\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{2-}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

(e) ${\mathrm{O}}^{2-}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶2{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}$

(f) ${[\mathrm{Cu}{({\mathrm{H}}_2\mathrm{O})}_3(\mathrm{O}\mathrm{H})]}^{+}+{[\mathrm{Al}{({\mathrm{H}}_2\mathrm{O})}_6]}^{3+}⟶{[\mathrm{Cu}{({\mathrm{H}}_2\mathrm{O})}_4]}^{2+}+{[\mathrm{Al}{({\mathrm{H}}_2\mathrm{O})}_5(\mathrm{O}\mathrm{H})]}^{2+}$

(g) ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}+{\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2}^{-}⟶{\mathrm{H}\mathrm{S}}^{-}+\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$

Greindu og merktu Brønsted-Lowry-sýruna, samstæða basa hennar, Brønsted-Lowry-basann og samstæðu sýru hans í hverri af eftirfarandi jöfnum:

(a) ${\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2}^{-}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}$

(b) $\mathrm{H}\mathrm{Br}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶{{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{+}+{\mathrm{Br}}^{-}$

(c) ${\mathrm{H}\mathrm{S}}^{-}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}$

(d) ${{\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{-}+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}⟶{\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{2-}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

(e) ${{\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{-}+\mathrm{H}\mathrm{Cl}⟶{\mathrm{H}}_3\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4+{\mathrm{Cl}}^{-}$

(f) ${[\mathrm{Fe}{({\mathrm{H}}_2\mathrm{O})}_5(\mathrm{O}\mathrm{H})]}^{2+}+{[\mathrm{Al}{({\mathrm{H}}_2\mathrm{O})}_6]}^{3+}⟶{[\mathrm{Fe}{({\mathrm{H}}_2\mathrm{O})}_6]}^{3+}+{[\mathrm{Al}{({\mathrm{H}}_2\mathrm{O})}_5(\mathrm{O}\mathrm{H})]}^{2+}$

(g) $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}+{\mathrm{H}}^{-}⟶{\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{-}+{\mathrm{H}}_2$

Hvað eru amfíprótónskar efnategundir? Sýndu með viðeigandi jöfnum.

Tilgreindu hvaða af eftirfarandi efnum eru amfíprótónsk og skrifaðu efnajöfnur sem sýna amfíprótónska eiginleika þessara efna:

(a) H₂O

(b) ${\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$

(c) S²⁻

(d) ${\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}$

(e) ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

Tilgreindu hvaða af eftirfarandi efnum eru amfíprótónsk og skrifaðu efnajöfnur sem sýna amfíprótónska eiginleika þessara efna.

(a) NH₃

(b) ${\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$

(c) Br⁻

(d) ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$

(e) ${\mathrm{As}{\mathrm{O}}_4}^{3-}$

Er sjálfjónun vatns innhverf eða úthverf? Jónunarfasti vatns (K_w) er $2.9\times {10}^{\mathrm{-14}}$ við 40 °C og $9.3\times {10}^{\mathrm{-14}}$ við 60 °C.

Útskýrðu hvers vegna sýni af hreinu vatni við 40 °C er hlutlaust þó að [H₃O⁺] = $1.7\times {10}^{\mathrm{-7}}$ M. K_w er $2.9\times {10}^{\mathrm{-14}}$ við 40 °C.

Jónunarfasti vatns (K_w) er $2.9\times {10}^{\mathrm{-14}}$ við 40 °C. Reiknaðu [H₃O⁺], [OH⁻], pH og pOH fyrir hreint vatn við 40 °C.

Jónunarfasti vatns (K_w) er $9.311\times {10}^{\mathrm{-14}}$ við 60 °C. Reiknaðu [H₃O⁺], [OH⁻], pH og pOH fyrir hreint vatn við 60 °C.

Reiknaðu pH og pOH fyrir hverja af eftirfarandi lausnum við 25 °C þar sem efnin jónast að fullu:

(a) 0,200 M HCl

(b) 0,0143 M NaOH

(c) 3,0 M HNO₃

(d) 0,0031 M Ca(OH)₂

Reiknaðu pH og pOH fyrir hverja af eftirfarandi lausnum við 25 °C þar sem efnin jónast að fullu:

(a) 0,000259 M HClO₄

(b) 0,21 M NaOH

(c) 0,000071 M Ba(OH)₂

(d) 2,5 M KOH

Hvert er pH og pOH lausnar af 2,0 M HCl, sem jónast að fullu?

Hver er styrkur oxóníum- og hýdroxíðjóna í lausn sem hefur pH-gildið 6,52?

Reiknaðu styrk vetnisjóna og hýdroxíðjóna í víni út frá pH-gildi þess. Sjá mynd 14.2 fyrir gagnlegar upplýsingar.

Reiknaðu styrk oxóníumjóna og hýdroxíðjóna í límónusafa út frá pH-gildi hans. Sjá mynd 14.2 fyrir gagnlegar upplýsingar.

Styrkur oxóníumjóna í sýni af regnvatni mælist $1.7\times {10}^{\mathrm{-6}}$ M við 25 °C. Hver er styrkur hýdroxíðjóna í regnvatninu?

Styrkur hýdroxíðjóna í heimilisammoníaki er $3.2\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M við 25 °C. Hver er styrkur oxóníumjóna í lausninni?

Útskýrðu hvers vegna hlutleysingarhvarf rammrar sýru og daufs basa myndar lítillega súra lausn.

Útskýrðu hvers vegna hlutleysingarhvarf daufrar sýru og ramms basa myndar lítillega basíska lausn.

Notaðu þennan lista yfir mikilvæg iðnaðarefnasambönd (og mynd 14.8) til að svara eftirfarandi spurningum um: Ca(OH)₂, CH₃CO₂H, HCl, H₂CO₃, HF, HNO₂, HNO₃, H₃PO₄, H₂SO₄, NH₃, NaOH, Na₂CO₃.

(a) Tilgreindu römmu Brønsted-Lowry-sýrurnar og römmu Brønsted-Lowry-basana.

(b) Tilgreindu þau efnasambönd sem geta hegðað sér sem Brønsted-Lowry-sýrur með styrk sem liggur á milli H₃O⁺ og H₂O.

(c) Tilgreindu þau efnasambönd sem geta hegðað sér sem Brønsted-Lowry-basar með styrk sem liggur á milli H₂O og OH⁻.

Lyktin af ediki stafar af tilvist ediksýru, CH₃CO₂H, sem er dauf sýra. Skráðu, í röð eftir minnkandi styrk, allar jónir og sameindir sem eru til staðar í 1 M vatnslausn þessarar sýru.

Heimilisammoníak er lausn af daufa basanum NH₃ í vatni. Skráðu, í röð eftir minnkandi styrk, allar jónir og sameindir sem eru til staðar í 1 M vatnslausn þessa basa.

Útskýrðu hvers vegna jónunarfastinn, Kₐ, fyrir H₂SO₄ er stærri en jónunarfastinn fyrir H₂SO₃.

Útskýrðu hvers vegna jónunarfastinn, Kₐ, fyrir HI er stærri en jónunarfastinn fyrir HF.

Magasafi, meltingarvökvinn sem framleiddur er í maganum, inniheldur saltsýru, HCl. Magnesíumjólk, sviflausn fasts Mg(OH)₂ í vatnslausn, er stundum notuð til að hlutleysa umfram magasýru. Skrifaðu fullstillta efnajöfnu fyrir hlutleysingarhvarfið og tilgreindu samstæðu sýru-basapörin.

Saltpéturssýra hvarfast við óleysanlegt kopar(II)oxíð og myndar leysanlegt kopar(II)nítrat, Cu(NO₃)₂, efnasamband sem hefur verið notað til að koma í veg fyrir þörungavöxt í sundlaugum. Skrifaðu stillta efnajöfnu fyrir hvarf vatnslausnar af HNO₃ við CuO.

Hver er jónunarfastinn við 25 °C fyrir daufu sýruna ${\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3}^{+}$ samstæð sýra daufa basans CH₃NH₂, K_b = $4.4\times {10}^{\mathrm{-4}}$?

Hver er jónunarfastinn við 25 °C fyrir daufu sýruna (CH₃)₂NH₂⁺, samstæð sýra daufa basans (CH₃)₂NH, K_b = $5.9\times {10}^{\mathrm{-4}}$?

Hvor basinn, CH₃NH₂ eða (CH₃)₂NH, er rammari basi? Hvor samstæða sýran, (CH₃)₂NH₂⁺ eða ${\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3}^{+}$ er rammari sýra?

Hvor er rammari sýra, ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$ eða HBrO?

Hvor er rammari basi, (CH₃)₃N eða ${{\mathrm{H}}_2\mathrm{B}{\mathrm{O}}_3}^{-}$

Spáðu fyrir um hvor sýran í hverju af eftirfarandi pörum er rammari og rökstuddu svarið fyrir hvert þeirra.

(a) H₂O eða HF

(b) B(OH)₃ eða Al(OH)₃

(c) ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3}^{-}$ eða ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

(d) NH₃ eða H₂S

(e) H₂O eða H₂Te

Spáðu fyrir um hvort efnasambandanna í hverju af eftirfarandi pörum er súrara og rökstuddu svarið fyrir hvert par.

(a) ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}$ eða ${\mathrm{H}\mathrm{Se}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

(b) NH₃ eða H₂O

(c) PH₃ eða HI

(d) NH₃ eða PH₃

(e) H₂S eða HBr

Raðaðu efnasamböndunum í hverjum af eftirfarandi hópum eftir vaxandi sýrustigi eða basastigi, eins og tilgreint er, og rökstuddu röðunina.

(a) sýrustig: HCl, HBr, HI

(b) basastig: H₂O, OH⁻, H⁻, Cl⁻

(c) basastig: Mg(OH)₂, Si(OH)₄, ClO₃(OH) (Ábending: Einnig mætti rita formúluna sem HClO₄.)

(d) sýrustig: HF, H₂O, NH₃, CH₄

Raðaðu efnasamböndunum í hverjum eftirfarandi hópum eftir vaxandi sýrustigi eða basastigi, eins og tilgreint er, og útskýrðu röðina sem þú velur.

(a) sýrustig: NaHSO₃, NaHSeO₃, NaHSO₄

(b) basastig: ${\mathrm{Br}{\mathrm{O}}_2}^{-}$ ${\mathrm{Cl}{\mathrm{O}}_2}^{-}$ ${\mathrm{I}{\mathrm{O}}_2}^{-}$

(c) sýrustig: HOCl, HOBr, HOI

(d) sýrustig: HOCl, HOClO, HOClO₂, HOClO₃

(e) basastig: ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2}^{-}$ HS⁻, HTe⁻, ${\mathrm{P}{\mathrm{H}}_2}^{-}$

(f) basastig: BrO⁻, ${\mathrm{Br}{\mathrm{O}}_2}^{-}$ ${\mathrm{Br}{\mathrm{O}}_3}^{-}$ ${\mathrm{Br}{\mathrm{O}}_4}^{-}$

Bæði HF og HCN jónast í vatni að takmörkuðu leyti. Hvor samstæðu basanna, F⁻ eða CN⁻, er rammari basi?

Virka efnið sem myndast úr aspiríni í líkamanum er salisýlsýra, C₆H₄OH(CO₂H). Karboxýlhópurinn (−CO₂H) virkar sem dauf sýra. Fenólhópurinn (OH-hópur tengdur arómatískum hring) virkar einnig sem sýra en mun daufari sýra. Teldu upp, í röð eftir minnkandi styrk, allar jóna- og sameindategundir sem eru til staðar í 0,001 M vatnslausn af C₆H₄OH(CO₂H).

Eru styrkir oxóníumjóna og hýdroxíðjóna í lausn sýru eða basa í vatni í beinu hlutfalli eða öfugu hlutfalli? Útskýrðu svarið.

Hvaða tvær algengar forsendur geta einfaldað útreikning á jafnvægisstyrk í lausn daufar sýru eða daufs basa?

Hvað af eftirfarandi mun auka hlutfall NH₃ sem breytist í ammoníumjón í vatni?

(a) viðbót NaOH

(b) viðbót HCl

(c) viðbót NH₄Cl

Hvað af eftirfarandi mun auka hlutfall HF sem breytist í flúoríðjón í vatni?

(a) viðbót NaOH

(b) viðbót HCl

(c) viðbót NaF

Hvaða áhrif hefur það á styrk ${\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2}^{-}$ HNO₂ og OH⁻ þegar eftirfarandi er bætt við lausn af KNO₂ í vatni:

(a) HCl

(b) HNO₂

(c) NaOH

(d) NaCl

(e) KNO₂

Hvaða áhrif hefur það á styrk vetnisflúoríðsýru, oxóníumjóna og flúoríðjóna þegar eftirfarandi er bætt við aðskildar lausnir af vetnisflúoríðsýru?

(a) HCl

(b) KF

(c) NaCl

(d) KOH

(e) HF

Hvers vegna ákvarðast styrkur oxóníumjóna í lausn, sem er 0,10 M af HCl og 0,10 M af HCOOH, af styrk HCl?

Reiknaðu Kₐ fyrir hverja daufa sýru og K_b fyrir hvern daufan basa út frá gefnum jafnvægisstyrk.

(a) CH₃CO₂H: [H₃O⁺] = $1.34\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M; [${\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2}^{-}$] = $1.34\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M;

[CH₃CO₂H] = $9.866\times {10}^{\mathrm{-2}}$ M;

(b) ClO⁻: [OH⁻] = $4.0\times {10}^{\mathrm{-4}}$ M;

[HClO] = $2.38\times {10}^{\mathrm{-4}}$ M;

[ClO⁻] = 0,273 M;

(c) HCO₂H: [HCO₂H] = 0,524 M; [H₃O⁺] = $9.8\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M; [${\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2}^{-}$] = $9.8\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M;

(d) ${{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3}^{+}$ [${{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3}^{+}$] = 0,233 M;

[C₆H₅NH₂] = $2.3\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M; [H₃O⁺] = $2.3\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M

Reiknaðu Kₐ fyrir hverja daufa sýru og K_b fyrir hvern daufan basa út frá gefnum jafnvægisstyrk.

(a) NH₃: [OH⁻] = $3.1\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M; [${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$] = $3.1\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M;

[NH₃] = 0,533 M;

(b) HNO₂: [H₃O⁺] = 0,011 M; [${\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2}^{-}$] = 0,0438 M;

[HNO₂] = 1,07 M;

(c) (CH₃)₃N: [(CH₃)₃N] = 0,25 M; [(CH₃)₃NH⁺] = $4.3\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M;

[OH⁻] = $3.7\times {10}^{\mathrm{-3}}$ M;

(d) ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$ [${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$] = 0,100 M;

[NH₃] = $7.5\times {10}^{\mathrm{-6}}$ M; [H₃O⁺] = $7.5\times {10}^{\mathrm{-6}}$ M

Ákvarðaðu K_b fyrir nítrítjónina, ${\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2}^{-}$ Í 0,10 M lausn er þessi basi 0,0015% jónaður.

Ákvarðaðu Kₐ fyrir vetnissúlfatjónina, ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}$ Í 0,10 M lausn er sýran 29% jónuð.

Reiknaðu jónunarfastann fyrir hverja af eftirfarandi sýrum eða bösum út frá jónunarfasta samstæðs basa eða samstæðrar sýru:

(a) F⁻

(b) ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$

(c) ${\mathrm{As}{\mathrm{O}}_4}^{3-}$

(d) (CH₃)₂NH₂⁺

(e) ${\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2}^{-}$

(f) ${\mathrm{H}{\mathrm{C}}_2{\mathrm{O}}_4}^{-}$ (sem basi)

Reiknaðu jónunarfastann fyrir hverja af eftirfarandi sýrum eða bösum út frá jónunarfasta samstæðs basa eða samstæðrar sýru þeirra:

(a) HTe⁻ (sem basi)

(b) (CH₃)₃NH⁺

(c) ${\mathrm{H}\mathrm{As}{\mathrm{O}}_4}^{2-}$ (sem basi)

(d) ${\mathrm{H}{\mathrm{O}}_2}^{-}$ (sem basi)

(e) ${{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3}^{+}$

(f) ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3}^{-}$ (sem basi)

Notaðu Kₐ gildið $1.4\times {10}^{\mathrm{-5}}$ til að setja [Al(H₂O)₆]³⁺ á réttan stað á mynd 14.7.

Reiknaðu styrk allra uppleystra efnategunda í hverri af eftirfarandi lausnum sýra eða basa. Gerðu ráð fyrir að hægt sé að líta fram hjá jónun vatns og sýndu fram á að hægt sé að hunsa breytinguna á upphafsstyrk.

(a) 0,0092 M HClO, dauf sýra

(b) 0,0784 M C₆H₅NH₂, daufur basi

(c) 0,0810 M HCN, dauf sýra

(d) 0,11 M (CH₃)₃N, daufur basi

(e) 0,120 M [Fe(H₂O)₆]²⁺ dauf sýra, Kₐ = $1.6\times {10}^{\mathrm{-7}}$

Própíónsýra, C₂H₅CO₂H (Kₐ = $1.34\times {10}^{\mathrm{-5}}$), er notuð við framleiðslu á kalsíumprópíónati, sem er rotvarnarefni í matvælum. Hvert er pH-gildi 0,698 M lausnar af C₂H₅CO₂H?

Borðedik er 5,0% massaprósentulausn af ediksýru í vatni. Ef eðlismassi borðediks er 1,007 g/cm³, hvert er þá pH-gildið?

Jónunarfasti mjólkursýru, CH₃CH(OH)CO₂H, sem er sýra sem finnst í blóði eftir mikla áreynslu, er $1.36\times {10}^{\mathrm{-4}}$. Ef 20,0 g af mjólkursýru eru notuð til að búa til lausn með rúmmálið 1,00 L, hver er þá styrkur oxóníumjóna í lausninni?

Nikótín, C₁₀H₁₄N₂, er basi sem getur tekið við tveimur róteindum (K_b1 = $7\times {10}^{\mathrm{-7}}$, K_b2 = $1.4\times {10}^{\mathrm{-11}}$). Hver er styrkur hverrar tegundar sem er til staðar í 0,050 M lausn af nikótíni?

pH-gildi 0,23 M lausnar af HF er 1,92. Ákvarðaðu Kₐ fyrir HF út frá þessum gögnum.

pH-gildi 0,15 M lausnar af ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}$ er 1,43. Ákvarðaðu Kₐ fyrir ${\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}^{-}$ út frá þessum gögnum.

pH-gildi 0,10 M lausnar af koffíni er 11,70. Ákvarðaðu K_b fyrir koffín út frá þessum gögnum: ${\mathrm{C}}_8{\mathrm{H}}_{10}{\mathrm{N}}_4{\mathrm{O}}_2(\text{aq})+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{l})\rightleftharpoons {{\mathrm{C}}_8{\mathrm{H}}_{10}{\mathrm{N}}_4{\mathrm{O}}_2\mathrm{H}}^{+}(\text{aq})+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}(\text{aq})$

pH-gildi lausnar af heimilisammoníaki, sem er 0,950 M lausn af NH₃, er 11,612. Ákvarðaðu K_b fyrir NH₃ út frá þessum gögnum.

Ákvarðaðu hvort vatnslausnir eftirfarandi salta séu súrar, basískar eða hlutlausar:

(a) Al(NO₃)₃

(b) RbI

(c) KHCO₂

(d) CH₃NH₃Br

Ákvarðaðu hvort vatnslausnir eftirfarandi salta séu súrar, basískar eða hlutlausar:

(a) FeCl₃

(b) K₂CO₃

(c) NH₄Br

(d) KClO₄

Nóvókaín, C₁₃H₂₁O₂N₂Cl, er salt basans prókaíns og saltsýru. Jónunarfasti prókaíns er $7\times {10}^{\mathrm{-6}}$. Er lausn af nóvókaíni súr eða basísk? Hver eru [H₃O⁺], [OH⁻] og pH-gildi í 2,0% massaprósentulausn af nóvókaíni, að því gefnu að eðlismassi lausnarinnar sé 1,0 g/mL.

Hvaða af eftirfarandi styrkjum væru nánast jafnir við útreikning á jafnvægisstyrk í 0,134 M lausn af H₂CO₃, sem er tvíróteindasýra: [H₃O⁺], [OH⁻], [H₂CO₃], [${\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{-}$], [${\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}$]? Ekki þarf að reikna neitt til að svara þessari spurningu.

Reiknaðu styrk hverrar tegundar sem er til staðar í 0,050 M lausn af H₂S.

Reiknaðu styrk hverrar tegundar sem er til staðar í 0,010 M lausn af þalsýru, C₆H₄(CO₂H)₂. ${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_4{(\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2\mathrm{H})}_2(\text{aq})+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{l})\rightleftharpoons {{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{+}(\text{aq})+{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_4(\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2\mathrm{H})(\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2)$⁻ (aq) Kₐ = $1.1\times {10}^{\mathrm{-3}}$ ${{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_4(\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2\mathrm{H})(\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2)}^{-}$ $\text{(aq)}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\text{(l)}\rightleftharpoons {{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{+}\text{(aq)}+{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_4{(\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2)}_2$²⁻ (aq) Kₐ = $3.9\times {10}^{\mathrm{-6}}$

Salisýlsýra, HOC₆H₄CO₂H, og afleiður hennar hafa lengi verið notaðar sem verkjalyf. Salisýlsýra finnst í litlu magni í laufum, berki og rótum sumra plantna (sögulega einkum í berki víðitrjáa). Seyði úr þessum plöntum hafa verið notuð sem lyf í margar aldir. Sýran var fyrst einangruð á rannsóknarstofu árið 1838.

(a) Báðir virkir hópar salisýlsýru jónast í vatni, þar sem Kₐ = $1.0\times {10}^{\mathrm{-3}}$ fyrir —CO₂H hópinn og $4.2\times {10}^{\mathrm{-13}}$ fyrir −OH hópinn. Hvert er pH-gildi mettaðrar lausnar af sýrunni (leysni = 1,8 g/L).

(b) Aspirín uppgötvaðist í kjölfar tilrauna til að framleiða afleiðu af salisýlsýru sem myndi ekki erta magaslímhúðina. Aspirín er asetýlsalisýlsýra, CH₃CO₂C₆H₄CO₂H. Virki hópurinn −CO₂H er enn til staðar, en sýrustig hans er minna, Kₐ = $3.0\times {10}^{\mathrm{-4}}$. Hvert er pH-gildi lausnar af aspiríni með sama styrk og mettuð lausn af salisýlsýru (sjá a-lið).

Jónin HTe⁻ er amfíprótónsk tegund; hún getur verkað bæði sem sýra og basi.

(a) Hvert er Kₐ fyrir sýruhvarf HTe⁻ við H₂O?

(b) Hvert er K_b fyrir hvarfið þar sem HTe⁻ verkar sem basi í vatni?

(c) Sýndu fram á hvort hægt sé að horfa fram hjá annarri jónun H₂Te við útreikning á [HTe⁻] í 0,10 M lausn af H₂Te.

Útskýrðu hvers vegna hægt er að útbúa stuðpúðalausn úr blöndu af NH₄Cl og NaOH en ekki úr NH₃ og NaOH.

Útskýrðu hvers vegna pH-gildið breytist ekki verulega þegar litlu magni af sýru eða basa er bætt við lausn sem inniheldur jafnt magn af sýrunni H₃PO₄ og salti af samstæðum basa hennar, NaH₂PO₄.

Útskýrðu hvers vegna pH-gildið breytist ekki verulega þegar litlu magni af sýru eða basa er bætt við lausn sem inniheldur jafnt magn af basanum NH₃ og salti af samstæðri sýru hans, NH₄Cl.

$\text{Hvert}\text{er}\text{[H₃O⁺]}\text{í}\text{lausn}\text{af}\text{0,25}\mathrm{M}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2\mathrm{H}\text{og}\text{0,030}\mathrm{M}\text{NaCH₃CO₂?}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2\mathrm{H}\text{(aq)}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\text{(l)}\rightleftharpoons {{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{+}\text{(aq)}+{\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2}^{-}\text{(aq)}\text{Kₐ}\text{=}\text{1,8}\text{×}\text{10⁻⁵}$

$\text{Hvert}\text{er}\text{[H₃O⁺]}\text{í}\text{lausn}\text{af}\text{0,075}\mathrm{M}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2\text{og}\text{0,030}\mathrm{M}\text{NaNO₂?}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2\text{(aq)}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\text{(l)}\rightleftharpoons {{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}}^{+}\text{(aq)}+{\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2}^{-}\text{(aq)}\text{Kₐ}\text{=}\text{4,5}\text{×}\text{10⁻⁵}$

$\text{Hvert}\text{er}\text{[OH⁻]}\text{í}\text{lausn}\text{af}\text{0,125}\mathrm{M}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2\text{og}\text{0,130}\mathrm{M}\text{CH₃NH₃Cl?}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2\text{(aq)}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\text{(l)}\rightleftharpoons {\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3}^{+}\text{(aq)}+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}\text{(aq)}\text{<em>K</em>_b}\text{=}\text{4,4}\text{×}\text{10⁻⁴}$

$\text{Hvert}\text{er}\text{[OH⁻]}\text{í}\text{lausn}\text{af}\text{1,25}\mathrm{M}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\text{og}\text{0,78}\mathrm{M}\text{NH₄NO₃?}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\text{(aq)}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\text{(l)}\rightleftharpoons {\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}\text{(aq)}+{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}\text{(aq)}\text{<em>K</em>_b}\text{=}\text{1,8}\text{×}\text{10⁻⁵}$

Hvaða áhrif hefur það á styrk ediksýru, oxóníumjóna og asetatjóna þegar eftirfarandi er bætt við súra stuðpúðalausn með jöfnum styrk ediksýru og natríumasetats:

(a) HCl

(b) KCH₃CO₂

(c) NaCl

(d) KOH

(e) CH₃CO₂H

Hvaða áhrif hefur það á styrk ammoníaks, hýdroxíðjóna og ammoníumjóna þegar eftirfarandi er bætt við basíska stuðpúðalausn með jöfnum styrk ammoníaks og ammoníumnítrats:

(a) KI

(b) NH₃

(c) HI

(d) NaOH

(e) NH₄Cl

Hvert verður pH-gildi stuðpúðalausnar sem er útbúin úr 0,20 mólum af NH₃, 0,40 mólum af NH₄NO₃ og nægilegu vatni til að gefa 1,00 L af lausn?

Reiknaðu pH-gildi stuðpúðalausnar sem er útbúin úr 0,155 mólum af fosfórsýru, 0,250 mólum af KH₂PO₄ og nægilegu vatni til að gera 0,500 L af lausn.

Hve mikið af föstu NaCH₃CO₂·3H₂O þarf að bæta við 0,300 L af 0,50 M lausn af ediksýru til að fá stuðpúðalausn með pH-gildið 5,00? (Ábending: Gerðu ráð fyrir að rúmmálsbreyting sé hverfandi þegar fasta efninu er bætt við.)

Hvaða massa af NH₄Cl þarf að bæta við 0,750 L af 0,100 M lausn af NH₃ til að fá stuðpúðalausn með pH-gildið 9,26? (Ábending: Gerðu ráð fyrir að rúmmálsbreyting sé hverfandi þegar fasta efninu er bætt við.)

Stuðpúðalausn er útbúin úr jöfnum rúmmálum af 0,200 M ediksýru og 0,600 M natríumasetati. Notaðu $1.80\times {10}^{\mathrm{-5}}$ sem Kₐ fyrir ediksýru.

(a) Hvert er pH-gildi lausnarinnar?

(b) Er lausnin súr eða basísk?

(c) Hvert er pH-gildi lausnarinnar sem myndast þegar 3,00 mL af 0,034 M HCl er bætt við 0,200 L af upphaflegu stuðpúðalausninni?

5,36 g sýni af NH₄Cl var bætt við 25,0 mL af 1,00 M NaOH og lausnin sem myndaðist

þynnt í 0,100 L.

(a) Hvert er pH-gildi þessarar stuðpúðalausnar?

(b) Er lausnin súr eða basísk?

(c) Hvert er pH-gildi lausnarinnar sem myndast þegar 3,00 mL af 0,034 M HCl er bætt við lausnina?

Útskýrðu hvernig velja skal viðeigandi sýru-basa-litvísi fyrir títrun á daufum basa með rammri sýru.

Útskýrðu hvers vegna sýru-basa-litvísir skiptir um lit á ákveðnu bili pH-gilda fremur en við eitt tiltekið pH-gildi.

Reiknaðu pH-gildið á eftirfarandi stigum í títrun á 40 mL (0,040 L) af 0,100 M barbitúrsýru (Kₐ = $9.8\times {10}^{\mathrm{-5}}$) með 0,100 M KOH.

(a) engu KOH bætt við

(b) 20 mL af KOH-lausn bætt við

(c) 39 mL af KOH-lausn bætt við

(d) 40 mL af KOH-lausn bætt við

(e) 41 mL af KOH-lausn bætt við

Litvísirinn dínitrófenól er sýra með Kₐ jafnt og $1.1\times {10}^{\mathrm{-4}}$. Í $1.0\times {10}^{\mathrm{-4}}$ M lausn er hann litlaus í sýru en gulur í basa. Reiknaðu pH-bilið þar sem hann breytist úr 10% jónuðum (litlaus) í 90% jónuðum (gulur).