pH-Wert berechnen?


10.09.2024, 17:57

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+​+H2​O⇌NH3​+H3​O+

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​][H3​O+]​

Die Anfangskonzentration von NH4+ ist 0,3 mol/L. Setzen wir [H3O+][H3​O+] 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[H3​O+]

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−CH3​COO−+H2​O⇌CH3​COOH+OH−

Für CH3COO- berechnen wir KbKb​ mit:

Kb=KwKaKb​=Ka​Kw​​

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​=[CH3​COO−][CH3​COOH][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.

Woher ich das weiß:Recherche

Halloouu 
Beitragsersteller
 10.09.2024, 17:32

das macht für mich aber irgendwie nur halb sinn. hab mir schon ne formel überlegt aber komme nicht auf die richtigen Werte

Annat75pyz  10.09.2024, 18:54
@Halloouu

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. 🤗

Annat75pyz  10.09.2024, 19:01
@Annat75pyz

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

  1. 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)
  2. 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)