Berechnung der Konzentration von Ameisensäure?
Hallo ich versuche gerade folgende Aufgabe zu lösen:
"Bei einer Titration wurden 10,0 ml einer Ameisensäuren-Lösung (Lösung 1) unbekannter Konzentration zu 90,0 ml Wasser gegeben. Vor Beginn der Titration wurde in der so verdünnten Lösung (Lösung 2) ein pH-Wert von 3,0 gemessen.
Welche Konzentration an Ameisensäure ergibt sich aus diesen Angaben für Lösung 1? (pKs Ameisensäure = 3,75)"
Ich wollte wissen wie ihr das berechnen würdet da ich nicht sicher bin ob mein Ansatz stimmt.
2 Antworten
Ich würde aus pH und pKs die Konzentration in Lösung 2 berechnen, daraus dann die in Lösung 1.
Als Fleißaufgabe würde ich dann noch den Fehler ermitteln, der sich für die Konzentration ergibt bei der pH-Messung auf 2 zählende Stellen.
Mit der Formel für den pH-Wert schwacher Säuren. Picus48 hat zwar Recht - aber das zu wissen wird wohl vom Schüler nicht erwartet. Wohl aber, dass er die Formel kennt und auch nach der Konzentration auflösen kann.
Man kann das über das Massenwirkungsgesetz rechnen, da man mit der Formel für schwache Säuren bei einem pKs von 3,75 nicht gut beraten ist und die Formel für starke Säuren ebenfalls nicht richtig funktioniert.
Ks = [H⁺][A⁻]/[HA] (1)
Dieses sind nun die Gleichgewichtskonzentrationen. Die Gleichgewichtskonzentration [HA] ist das, was von der Anfangskonzentration c0 übrigbleibt, nachdem ein Teil zu A⁻ dissoziiert ist.
[HA] = c0 - [A⁻]
Und gleichermaßen gilt:
[H⁺] = [A⁻]
Damit kann man (1) wie folgt formulieren:
Ks = [H⁺]²/(c0 - [H⁺]) (2)
Mit Ks = 10^-Ks = 10⁻3.75
und x = [H⁺] = 10⁻³ mol/L gilt:
10⁻3.75 = (10⁻³)² mol²/L²)/(c0 -10⁻³ mol/L)
Nach c0 aufgelöst erhält man:
c0 = 0,006623 mol/L = 6,623 mmol/L (Für Lösung 2 mit pH 3)
Lösung 1 ist nun um den Faktor 10 konzentrierter. In Gleichung 2 eingesetzt und für [H⁺] = x ergibt sich:
10⁻3.75 = x²/(0,06623 mol/L-x)
Nach x aufgelöst erhält man:
x = [H⁺] = 0,00334 mol/L
Und mit pH = -log[H⁺]
pH = 2,48
Bitte selbst nachrechnen. Keine Garantie!
Kannst du den Schritt von 10^-3.75 = x^2/(0.06623 - x) zu x = 0.00334 nochmal ausführlicher beschreiben?
Das hat mit der Chemie ja wenig zu tun ist nur einfache Rechnerei. Meinst Du die Gleichung nach x umzustellen? Das lasse ich normalerweise Wolframalpha in der implizierten Form rechnen, weil es mir zu lästig ist.
Und wie würdest du das dann machen?