9.3 Svake syrer og baser | Kjemi 1

Lær hva delvis protolyse betyr, og hvordan svake syrer og baser skiller seg fra sterke i pH og ledningsevne.

55 min

13 oppgaver

Svake syrerSvake baserDelvis protolyseSterk og konsentrertSure og basiske salterTannhelse

Du leser den tradisjonelle versjonen

Din fremgang i kapitlet

0 / 13 oppgaver

Kapitlets plass i kurset

Bygger på

7.1Dynamisk likevekt 9.2pH og sterke syrer/baser

Delvis protolyse

En sterk syre som HCl protolyserer fullstendig i vann. En svak syre protolyserer bare delvis: de fleste syremolekylene forblir uprotolysert, og det innstiller seg en likevekt.

$\text{HA} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{A}^- + \text{H}_3\text{O}^+$

- HA = den svake syren
- A⁻ = den konjugerte basen
- Likevektspilen $\rightleftharpoons$ viser at både protolysen og den motsatte reaksjonen skjer hele tiden (dynamisk likevekt, kapittel 7.1)

Likevekten ligger langt til venstre: i en eddiksyreløsning er det mye mer $\text{CH}_3\text{COOH}$ enn $\text{CH}_3\text{COO}^-$ .

Eksempler på svake syrer

- Eddiksyre, $\text{CH}_3\text{COOH}$ (i eddik)
- Metansyre (maursyre), $\text{HCOOH}$
- Fluorhydrogensyre, $\text{HF}$
- Karbonsyre, $\text{H}_2\text{CO}_3$ (dannes når $\text{CO}_2$ løses i vann)
- Ammoniumionet, $\text{NH}_4^+$

Tabeller oppgir ofte styrken til en svak syre som en syrekonstant $K_\text{a}$ : jo større $K_\text{a}$ , desto sterkere er syren.

✏️Eksempel 1: Protolysen til en svak syre

Skriv protolyselikningen i vann og navngi den konjugerte basen for:
a) HF
b) H₂CO₃ (første proton)

Løsning:

a) $\text{HF} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{F}^- + \text{H}_3\text{O}^+$
Konjugert base: $\text{F}^-$ (fluoridion)

b) $\text{H}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCO}_3^- + \text{H}_3\text{O}^+$
Konjugert base: $\text{HCO}_3^-$ (hydrogenkarbonation)

Begge likningene har likevektspil, fordi syrene bare protolyserer delvis.

📝Oppgave 9-30

Skriv protolyselikningen i vann for følgende svake syrer, og navngi den konjugerte basen:

CH₃COOH (eddiksyre)

H₃PO₄ (fosforsyre, første proton)

Sterk eller konsentrert?

To ord som ofte blandes sammen:

Begrep	Hva det beskriver	Eksempel
Sterk / svak	Hvor stor andel av syremolekylene som protolyserer	HCl er sterk, eddiksyre er svak
Konsentrert / fortynnet	Hvor mye syre som er løst per liter	6 mol/L er konsentrert, 0,01 mol/L er fortynnet

En syre kan altså være svak og konsentrert (iseddik, nesten ren eddiksyre) eller sterk og fortynnet (0,001 mol/L HCl). Styrken er en egenskap ved stoffet, konsentrasjonen er et valg vi gjør når vi lager løsningen.

📝Oppgave 9-31

Sterk eller konsentrert?

Er 0,001 mol/L HCl en sterk eller svak syre? Er den konsentrert eller fortynnet?

Iseddik er nesten ren eddiksyre. Beskriv den med de samme to begrepsparene.

En elev sier at en svak syre alltid har høyere pH enn en sterk syre. Har eleven rett?

Sterke og svake syrer ved lik konsentrasjon

Sammenlikner vi en sterk og en svak syre med samme konsentrasjon, gir den sterke syren:

- lavere pH, fordi den gir mer $\text{H}_3\text{O}^+$
- bedre elektrisk ledningsevne, fordi løsningen inneholder flere ioner
- raskere reaksjon med for eksempel magnesium eller kalsiumkarbonat

Løsning (0,10 mol/L)	Målt pH
HCl (sterk)	1,0
HF	2,1
HCOOH (metansyre)	2,4
CH₃COOH (eddiksyre)	2,9

[H₃O⁺] fra målt pH

For en svak syre kan vi ikke sette

[\text{H}_3\text{O}^+]

lik syrekonsentrasjonen. Vi kan derimot måle pH og regne tilbake:

[\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{-\text{pH}}

Sammenlikner vi

[\text{H}_3\text{O}^+]

med syrekonsentrasjonen, ser vi hvor liten andel av syren som har protolysert.

✏️Eksempel 2: Eddiksyre og saltsyre

En løsning av 0,10 mol/L eddiksyre har målt pH = 2,9. En løsning av 0,10 mol/L HCl har pH = 1,0.

a) Finn $[\text{H}_3\text{O}^+]$ i eddiksyreløsningen.
b) Hvor stor andel av eddiksyremolekylene har protolysert?
c) Hvilken løsning leder strøm best?

Løsning:

a) $[\text{H}_3\text{O}^+] = 10^{-2{,}9} = 1{,}3 \cdot 10^{-3} \text{ mol/L}$

b) $\frac{1{,}3 \cdot 10^{-3} \text{ mol/L}}{0{,}10 \text{ mol/L}} = 0{,}013 = 1{,}3\ \%$

c) Saltsyren, fordi HCl protolyserer fullstendig og gir mange flere ioner.

Svar: a) $1{,}3 \cdot 10^{-3}$ mol/L; b) omtrent 1,3 %; c) saltsyren

📝Oppgave 9-32

Finn [H₃O⁺] fra målt pH, og regn ut hvor stor andel av syren som har protolysert:

0,10 mol/L HF har målt pH = 2,1.

0,050 mol/L CH₃COOH har målt pH = 3,0.

Svake baser

Svake baser tar opp protoner fra vann bare delvis:

$\text{B} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{BH}^+ + \text{OH}^-$

- B = den svake basen
- BH⁺ = den konjugerte syren

Det viktigste eksempelet er ammoniakk:

$\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^-$

Andre svake baser er aminer (som metylamin, $\text{CH}_3\text{NH}_2$ ) og acetationet, $\text{CH}_3\text{COO}^-$ .

[OH⁻] fra målt pH

Som for svake syrer kan vi gå veien om målt pH:

$\text{pOH} = 14{,}0 - \text{pH} \qquad [\text{OH}^-] = 10^{-\text{pOH}}$

✏️Eksempel 3: Ammoniakk

En løsning av 0,10 mol/L NH₃ har målt pH = 11,1. Finn $[\text{OH}^-]$ , og sammenlikn med 0,10 mol/L NaOH.

Løsning:

$\text{pOH} = 14{,}0 - 11{,}1 = 2{,}9$

$[\text{OH}^-] = 10^{-2{,}9} = 1{,}3 \cdot 10^{-3} \text{ mol/L}$

NaOH er en sterk base, så i 0,10 mol/L NaOH er $[\text{OH}^-] = 0{,}10$ mol/L og pH = 13,0.

Svar: $[\text{OH}^-] = 1{,}3 \cdot 10^{-3}$ mol/L i ammoniakkløsningen, omtrent 80 ganger lavere enn i NaOH-løsningen.

📝Oppgave 9-33

Svake baser:

Skriv protolyselikningen for metylamin, CH₃NH₂, i vann.

0,050 mol/L CH₃NH₂ har målt pH = 11,7. Finn [OH⁻].

Hvor stor andel av metylaminet har tatt opp et proton?

📝Oppgave 9-34

Sammenligning av sterk vs svak syre:

Beregn pH for 0,10 mol/L HCl.

0,10 mol/L CH₃COOH har målt pH = 2,9. Finn [H₃O⁺].

Hvor mange ganger høyere er [H₃O⁺] i HCl enn i CH₃COOH?

📝Oppgave 9-35

Ledningsevne og reaksjonsfart:

Du har 0,10 mol/L HCl og 0,10 mol/L CH₃COOH. Hvilken løsning leder strøm best? Forklar.

Et like stort magnesiumbånd legges i hver av løsningene. I hvilken løsning bobler det mest i starten?

Begge løsningene inneholder like mye syre (0,010 mol i 100 mL). Hvorfor blir det likevel dannet like mye hydrogengass til slutt?

Slik avgjør du om et salt gir sur, basisk eller nøytral løsning

Når et salt løses i vann, kan ett av ionene være en svak syre eller en svak base. Del saltet i ionene, og se på hvert ion for seg:

Ion	Eksempler	Virkning i vann
Metallion fra en sterk base	Na⁺, K⁺, Ca²⁺	ingen
Anion fra en sterk syre	Cl⁻, Br⁻, NO₃⁻	ingen
Ammoniumion	NH₄⁺	svak syre: gir H₃O⁺
Anion fra en svak syre	CH₃COO⁻, F⁻, CO₃²⁻	svak base: gir OH⁻

- Bare ioner uten virkning: løsningen er nøytral (NaCl, KNO₃).
- En svak syre blant ionene: løsningen er sur (NH₄Cl, NH₄NO₃).
- En svak base blant ionene: løsningen er basisk (CH₃COONa, NaF, Na₂CO₃).
Ammoniumionet gir et proton til vann, og acetationet tar opp et proton fra vann:

\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+

$\text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^-$
Karbonationet tar opp et proton fra vann:
$\text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCO}_3^- + \text{OH}^-$

Derfor er soda, Na₂CO₃, basisk og brukes i rengjøringsmidler.
Hydrogenkarbonationet i natron, NaHCO₃, kan både avgi og ta opp et proton. I vann tar det oftest opp et proton, så natronløsning er svakt basisk. Med en syre dannes karbonsyre, som spaltes til vann og CO₂:
$\text{HCO}_3^- + \text{H}_3\text{O}^+ \rightarrow \text{CO}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}$

Det er derfor natron bruser i bakverk og nøytraliserer magesyre.
Saltene fra en titrering følger samme regel. Ved ekvivalenspunktet for eddiksyre titrert med NaOH inneholder kolben natriumacetat, og løsningen er basisk. Ved ekvivalenspunktet for ammoniakk titrert med HCl inneholder kolben ammoniumklorid, og løsningen er sur. Det bestemmer valget av indikator (se 9.4).

✏️Eksempel 4: Sure, basiske og nøytrale salter

Avgjør om en løsning av hvert salt blir sur, basisk eller nøytral, og skriv protolyselikningen for ionet som bestemmer pH:
a) KNO₃
b) NH₄NO₃
c) NaF (HF er en svak syre)
d) Na₂CO₃

a) K⁺ og NO₃⁻ reagerer ikke med vann.

Svar: nøytral

b) NO₃⁻ reagerer ikke med vann. NH₄⁺ er en svak syre:
$\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+$

Svar: sur

c) Na⁺ reagerer ikke med vann. F⁻ er basen til den svake syren HF:
$\text{F}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HF} + \text{OH}^-$

Svar: basisk

d) Na⁺ reagerer ikke med vann. CO₃²⁻ er en svak base:
$\text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCO}_3^- + \text{OH}^-$

Svar: basisk

📝Oppgave 9-36

Sure, basiske og nøytrale salter:

Blir en løsning av natriumacetat, CH₃COONa, sur, basisk eller nøytral? Forklar med en reaksjonslikning.

Blir en løsning av ammoniumklorid, NH₄Cl, sur, basisk eller nøytral? Forklar med en reaksjonslikning.

Hvorfor er en løsning av KCl nøytral?

📝Oppgave 9-37

Salter i vann:

Blir løsningen sur, basisk eller nøytral? Kaliumacetat CH₃COOK, ammoniumbromid NH₄Br, natriumnitrat NaNO₃ og kaliumkarbonat K₂CO₃.

Natron, NaHCO₃, brukes mot sure oppstøt. Skriv likningen for reaksjonen med H₃O⁺ fra magesyren, og forklar hvorfor det bruser.

Ammoniakk titreres med saltsyre. Er løsningen ved ekvivalenspunktet sur, basisk eller nøytral? Hvilken indikator passer: metylrødt (omslag 4,4–6,2) eller fenolftalein (omslag 8,3–10,0)?

Løs oppgaven

Karbonsyre i regnvann

$\text{CO}_2$ fra lufta løses i regndråpene og danner karbonsyre:

$\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3$

Karbonsyre er en svak syre, så rent regnvann har pH ≈ 5,6. Regn med lavere pH skyldes sterke syrer fra forurensning (sur nedbør, kapittel 11.1).

Syrer og tennene

Tannemaljen består mest av hydroksylapatitt, Ca₅(PO₄)₃OH. Hydroksidionet og fosfationene i stoffet er baser. Når pH i munnen synker, reagerer de med H₃O⁺, og emaljen løses:
$\text{Ca}_5(\text{PO}_4)_3\text{OH} + 4\,\text{H}_3\text{O}^+ \rightarrow 5\,\text{Ca}^{2+} + 3\,\text{HPO}_4^{2-} + 5\,\text{H}_2\text{O}$

- Bakterier i tannbelegget bryter ned sukker til syrer, blant annet melkesyre. Etter et søtt måltid kan pH i belegget synke fra omtrent 7 til omtrent 5 i løpet av noen minutter. Under omtrent pH 5,5 begynner emaljen å løses.
- Sure drikker som brus, juice og sportsdrikk har pH 2–4 og løser emaljen direkte.
- Spytt inneholder hydrogenkarbonat, en svak base, som nøytraliserer syren. Etter en stund stiger pH igjen, og kalsium og fosfat kan bygges inn i emaljen på nytt. Hyppige småmåltider gir spyttet for liten tid.
- Fluorid, F⁻, fra tannkremen bytter ut OH⁻ i emaljen, og det dannes fluorapatitt, Ca₅(PO₄)₃F. Fluoridionet er en mye svakere base enn hydroksidionet, så fluorapatitt tåler syre bedre.

📝Oppgave 9-38

Syrer og tannhelse:

Etter et søtt mellommåltid synker pH i tannbelegget fra 7,0 til 5,0. Hvor mange ganger større blir [H₃O⁺]?

Forklar hvorfor emaljen løses når pH synker. Bruk at hydroksidionet i hydroksylapatitt er en base.

Forklar hvorfor fluorid i tannkremen beskytter tennene.

Forklar hvorfor det er bedre for tennene å spise godteriet på én gang enn å småspise det gjennom dagen.

Løs oppgaven

📝Oppgave 9-39

Avsluttende spørsmål:

Forklar hvorfor svake syrer har lavere [H₃O⁺] enn sterke syrer ved samme konsentrasjon.

Hvorfor brukes enkeltpil (→) i protolyselikningen for HCl, men likevektspil (⇌) for eddiksyre?

📝Oppgave 9-40

Ranger syrer etter styrke. Alle løsningene er 0,10 mol/L.

Målt pH: HF 2,1; CH₃COOH 2,9; HCOOH 2,4. Ranger syrene etter synkende styrke.

Hvilken av de tre løsningene leder strøm dårligst?

📝Oppgave 9-41

Karbondioksid i vann:

Hvorfor blir regn svakt surt (pH ≈ 5,6) selv uten forurensning?

Regnvann har pH = 5,6. Finn [H₃O⁺].

📝Oppgave 9-42

Oppsummering:

Forklar forskjellen på en sterk og en svak syre.

Forklar forskjellen på en sterk og en konsentrert syre.

Hvordan finner du [H₃O⁺] i en løsning av en svak syre?

Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.