Tenttiwiki

Liuoskemian kurssitentti 26.10.2019

Asianomaiset tase-ehdot pitää esittää täydellisinä kaikissa tehtävissä, mutta reaktiokaavioita ei arvostella. Kuitenkin jos käytät reaktiokaavioita yhtälöryhmien kirjoittamisen apuna, esitä myös reaktiokaaviot.

1.
Kemistifuksi I. Fuchs valmisti fuksiinista 0,100M Fuksiini (HFuCl) muodostaa vedessä täydellisesti ionit HFu+ ja Cl-, joista HFu+ kykenee edelleen sekä vastaanottamaan lisäprotonin muodostaen H2Fu2+:n että luovuttamaan protonin muodostaen Fu:n. H2Fu2+:n pKa:t ovat 1,48 ja 11,70

a. Laadi liuoksen tasapainokonsentraatioit määrittelevä yhtälöryhmä.
b. Piirrä lg-diagrammi ja sen sallimat approksimaatiot yhtälöryhmään.
c. Ratkaise algebrallisesti kaikkien spesiesten tasapainokonsentraatiot liuoksessa.

2.
Ratkaise approksimaatioihin perustuen algebrallisesti kaikkien spesiesten tasapainokonsentraatiot alumiinihydroksidilla kyllästetyssä vedessä. pKa(Al(OH)3)=33,0. Alumiini-ioni muodostaa hydroksidi-ionin kanssa myös neljä peräkkäistä kompleksia, joiden (kokonais)stabiilisuusvakiot lgbeetan ovat 9.0, 18.7, 27.0 ja 33.0.

3.
Litraan vettä on liuotettu
a. 0,0300mol ammoniumkloridia (NH4Cl, joka muodostaa vedessä täydellisesti ionit NH€+ ja Cl-) ja 0,0700mol ammoniakkia (NH3)
b. 0,10000mol ammoniumkloridia ja 0,0700mol natriumhydroksidia (NaOH). Laske vetyionin tasapainokonsentraatiot ja aktiivisuudet molemmissa liuoksissa ottaen huomioon, että ionien aktiivisuuskertoimet ovat liuoksissa alle yhden. Tehtävästä saa täydet pisteet, jos se on oikein ratkaistu, vaikkei siinä tehtyjä oletuksia ole todistettu oikeiksi.
pKa(NH4+)=9.25. Ionivahvuus I = (1/2)summa(Zi^2[i]) ja Debyen ja Huckelin rajalaki (annettuna)

4.
Potentiometrian yhdistelmäelektrodeissa vertailuelektrodina voi olla hopea-hopeakloridielektrodi, jonka elektrolyyttiliuos on kyllästetty kaliumkloridilla. Laske tämän elektrodin potentiaali normaalivetyelektrodiin verrattuna. Elektrodin pelkistymispuolireaktio on AgCl(s) + e- → Ag(s) + Cl-
Kaliumkloridin (KCl) liukoisuus veteen on 4,5M, E0(Ag+/Ag)= 0.80V ja pKs(AgCl)=9,80
Nerstin yhtälö E = E0 - (RT/(zF))lnQ

5.
Erotussuppiloon ladattiin 40,0ml propaanihapon 0,200M vesiliuosta ja 30,0ml oktanolia (veteen liukenematon orgaaninen neste) ja seos ravisteltiin kemialliseen tasapainoon. Laske kaikkien spesiesten tasapainokonsentraatiot molemmissa faasissa. Propaanihapon HA happovakio pKa=4,87 ja jakautumisvakio veden ja oktanolin välillä Kd=2,14.