pH-Wert berechnen?
Berechnen Sie die pH-Werte folgender Salzlösungen: NH4Cl (𝑐 = 0,3 mol/L) und CH3COONa (𝑐 = 0,1 mol/L); für NH + 4 gilt p𝐾S = 9,26, für CH3COOH gilt p𝐾S = 4,74.
wäre sehr lieb wenn mir jemand helfen könnte
2 Antworten
Das sagt ChatGPT zu deiner Frage. Ich war neugierig ob da was vernünftiges rauskommt. Hier das Ergebnis:
Um die pH-Werte der Salzlösungen zu berechnen, müssen wir die Hydrolyse der Salze betrachten. Hier sind die Schritte für die Berechnung der pH-Werte für NH4Cl und CH3COONa:
1. NH4Cl (Ammoniumchlorid)
NH4Cl ist das Salz der starken Säure HCl und der schwachen Base NH3. Die Hydrolyse von NH4+ (Ammoniumion) kann mit der folgenden Gleichung beschrieben werden:
NH4++H2O⇌NH3+H3O+NH4++H2O⇌NH3+H3O+
Der Säuredissoziationskonstante KaKa von NH4+ kann durch die Beziehung zum Basenkonstanten KbKb berechnet werden. Dazu benötigen wir die Beziehung:
Ka⋅Kb=KwKa⋅Kb=Kw
wobei KwKw das Ionenprodukt des Wassers ist (ca. 1×10−141×10−14).
Der KbKb-Wert für NH3 ist gegeben durch:
Kb=10−pKb=10−(14−pKa)Kb=10−pKb=10−(14−pKa)
Für NH4+:
pKa=14−pKbpKa=14−pKb pKa=14−(14−9,26)pKa=14−(14−9,26) pKa=9,26pKa=9,26
Das ergibt KaKa:
Ka=10−9,26Ka=10−9,26
Nun berechnen wir den pH-Wert der Lösung. Der KaKa-Wert für NH4+ ist sehr klein, daher wird die Konzentration der H3O+-Ionen durch KaKa bestimmt:
Ka=[NH3][H3O+][NH4+]Ka=[NH4+][NH3][H3O+]
Die Anfangskonzentration von NH4+ ist 0,3 mol/L. Setzen wir [H3O+][H3O+] als xx ein:
Ka≈x20,3Ka≈0,3x2
Lösen nach xx:
x=Ka×0,3x=Ka×0,3
Und pH-Wert:
pH=−log[H3O+]pH=−log[H3O+]
2. CH3COONa (Natriumacetat)
CH3COONa ist das Salz einer starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (CH3COOH). Das Acetat-Ion (CH3COO-) hydrolysiert in Wasser:
CH3COO−+H2O⇌CH3COOH+OH−CH3COO−+H2O⇌CH3COOH+OH−
Für CH3COO- berechnen wir KbKb mit:
Kb=KwKaKb=KaKw
Der KaKa-Wert für CH3COOH ist gegeben:
Ka=10−pKa=10−4,74Ka=10−pKa=10−4,74
Also:
Kb=1×10−1410−4,74Kb=10−4,741×10−14
Die Konzentration der OH−-Ionen ist:
Kb=[CH3COOH][OH−][CH3COO−]Kb=[CH3COO−][CH3COOH][OH−]
Anfangskonzentration von CH3COO- ist 0,1 mol/L. Setzen wir [OH−][OH−] als yy ein:
Kb≈y20,1Kb≈0,1y2
Lösen nach yy:
y=Kb×0,1y=Kb×0,1
Der pOH-Wert ist:
pOH=−log[OH−]pOH=−log[OH−]
Und der pH-Wert ist:
pH=14−pOHpH=14−pOH
Diese Berechnungen erfordern spezifische numerische Werte für KaKa und KbKb. Wenn du diese einsetzt, bekommst du die pH-Werte für die beiden Lösungen.
Magst du deine Formel mit uns teilen. Ich habe das Mal gelernt, aber es ist schon sooo lange her 😅
Vielleicht habe ich eine inspiration wenn ich deinen Ansatz sehe. 🤗
Auf Nachfrage bekam ich konkrete Ergebnisse:
pH von 0,3 mol/L NH4Cl: ungefähr 5,37
pH von 0,1 mol/L CH3COONa: ungefähr 8,87
- Eine c=0.3 mol/l NH₄Cl-Lösung ist eine sehr schwache Säure (pKₐ=9.26) mit pH=4.89 — am einfachsten auszurechnen mit der Formel für schwache Säuren pH = ½pKₐ − ½lg(c)
- Eine c=0.1 mol/l CH₃CO₂Na-Lösung ist eine sehr schwache Base, der pKₐ-Wert der Essigsäure ist 4.74 und der pH der Lösung ist 8.87 — am einfachsten auszurechnen mit derselben Formel, adaptiert für schwache Basen: pH = 7 + ½pKₐ + ½lg(c)
das macht für mich aber irgendwie nur halb sinn. hab mir schon ne formel überlegt aber komme nicht auf die richtigen Werte