Teksti

4.27

$\begin{array}{l|l} Aine\ 1&Aine\ 2\\ \hline HCOOH&HCOO^-\\ HPO_4^{2-}&PO_4^{3-}\ tai\ H_2PO_4^-\\ NH_4^+&NH_3\\ \left(CH_3\right)_2NH&\left(CH_3\right)_2NH_2^+\\ CH_3CH_2COO^-&CH_3CH_2COOH \end{array}$

4.28

b, c, d

Liuoksessa b on sama ainemäärä heikkoa emästä $NH_3$ ja sen vastin happoa $NH_4^+$ .

Liuokseen c muodostuu yhtä suuri ainemäärä heikkoa happoa $CH_3COOH$ ja sen vastiemästä $CH_3COO^-$

, kun lisätty natriumhydroksidiliuos neutraloi puolet etikkahaposta.

Liuoksessa d on yhtä suuri ainemäärä heikkoa emästä $CH_3NH_2$ ja sen vastinhappoa $CH_3NH_3^+$ .

4.29

Liuoksessa valitsee tasapainotila $NH_3\left(aq\right)+H_2O\left(l\right)\xrightleftharpoons[]{}NH_4^+\left(aq\right)+OH^-\left(aq\right)$ . Kun liuokseen lisätään happoa eli liuokseen tulee oksoniumioneja, hydroksidi-ionit neutraloivat nämä vedeksi. Reaktioyhtälö on

$OH^-\left(aq\right)+H_3O^+\left(aq\right)\rightarrow2H_2O\left(l\right)$ .

Kun liuokseen lisätään emästä eli liuoksen hydroksidi-ionikonsentraatio kasvaa, ammoniumionit reagoivat näiden ionien kanssa. Reaktioyhtälö on:

$NH_4^-\left(aq\right)+OH^-\left(aq\right)\rightarrow NH_3\left(aq\right)+H_2O\left(l\right)$

4.30

Seriinin kahtaisionin rakenne on:

Kun liuokseen lisätään happoa (oksoniumioneja), negatiivinen karboksylaatti-ioni toimii emäksenä eli ottaa vastaan protonin. Seriinin rakennekaava on tämän jälkeen:

Kun liuokseen lisätään emästä (hydroksidi-ioneja), positiivinen

$NH_3^+$ ryhmä toimii happona eli luovuttaa protonin. Seriinin rakennekaava on tämän jälkeen:

4.31

Puskuriliuoksessa vallitse tasapainotila:

$H_2PO^-\left(aq\right)+H_2O\left(l\right)\xrightleftharpoons[]{}HPO_4^{2-}\left(OH\right)+H_3O^+\left(aq\right)$

Lähtöarvot:

$c\left(H_2PO_4^-\right)=0{,}012\ \frac{mol}{dm^3}$

$V\left(liuos\right)=500ml=0{,}500l$

Vetyfosfaattikonsentraation tulee olla 1,6-kertainen divetyfosfaattikonsentraatioon nähden eli

$c\left(HPO_4^{2-}\right)=1{,}6\cdot0{,}012\ \frac{mol}{dm^3}=0{,}01920\ \frac{mol}{dm^3}$

Liuotettavan vetyfosfaatin ainemäärä:

$n\left(HPO_4^{2-}\right)=0{,}01920\ \frac{mol}{dm^3}\cdot0{,}500dm^3=9{,}600\cdot10^{-3}mol$

Natriumvetyfosfaatin kaavan perusteella

$n\left(HPO_4^{2-}\right)=n\left(Na_2HPO_4\right)=9{,}600\cdot10^{-3}mol$

Natrumvetyfosfaatin massa:

$m\left(Na_2HPO_4\right)=9{,}600\cdot10^{-3}mol\cdot\left(2\cdot22{,}99+1{,}008+30{,}97+4\cdot16{,}00\right)\ \frac{g}{mol}=1{,}3627...g\approx1{,}4g$

4.32