pH-Wert von Salzlösungen
Hallo, beschäftige mich gerade mit dem pH-Wert von Salzlösungen. Die einfachen Beispiele (Kochsalz, Ammoniumchlorid etc.) habe ich, denke ich, verstanden. Aber wie gehe ich bei einem Salz wie z. B. Ammoniumsulfid vor? Da entstehen beim Auflösen sowohl Ionen, die als Base reagieren (Sulfid) als auch welche, die als Säure wirken (Ammonium). Und von letzteren sind auch noch doppelt soviele da? Irgendwelche Tipps für solche Fälle? Danke.
3 Antworten
Bei dem genannten Bsp. könnte man sich noch mit der Annahme behelfen, dass Sulfid mit der vorhandenen Säure reagiert:
S2- + NH4+ --> HS- + NH3
Man könnte dazu dann überlegen, welchen pH-Wert eine Lösung hat, in der das gelöste "Gesamtsulfid" hauptsächlich in Form von Hydrogensulfid vorliegt (das wäre um pH=9,9; dem Mittel der beiden pKS-Werte von H2S) und in der gleichzeitig Ammonium und Ammoniak etwa im Verhältnis 1:1 vorhanden sind (das wäre bei pH=9,2 der Fall, dem pKS-Wert von Ammonium). Daraus könnte man versuchen, eine Abschätzung des pH-Wertes zu basteln.
Allgemein wird man bei komplizierteren Systemen aber nicht um eine systematische Gleichgewichtsbehandlung herumkommen. Das bedeutet, unter Berücksichtigung aller Gleichgewichtsbedingungen und Stoffbilanzen die einzelnen Ionenkonzentrationen (oder auch nur c(H+)) zu berechnen. Das wird ziehmlich kompliziert, wenn man von einer gegebenen Konzentration des Salzes auf c(H+) kommen möchte. Eine einfachere Variante ist es, andersherum einen pH-Wert vorzugeben und daraus systematisch die zugehörigen Ionenkonzentration zu ermitteln. Mit einer Tabellenkalkulation wie Excel kann man dann schnell den pH-Wert finden, bei der für die Lösung die Elektroneutralitätsbedingung erfüllt ist. Ich habe das für dein Bsp. mal mit einer 0,1 mol/l Lösung durchgeführt (siehe angehängtes Bild); Ergebnis pH=9,2.
Allerdings ist auch das nur eine idealisierte Betrachtung, da dein Salz, wie jobul schon angedeutet hat, noch weitere Komplikationen bietet (Vorhandensein gelöster Gase, die entweichen oder im besten Fall mit dem Gasraum über der Lösung im Gleichgewicht stehen sowie die Bildung von Polysulfiden).
Die Berechnung wäre hier bei gf etwas umständlich zu notieren. Ich habe einfach mal die Excel-Datei mit den verwendeten Formeln online gestellt:
http://www.fastshare.org/download/pH_Ammonsulf.zip
Bei Interesse kannst du dir die ja anschauen. Falls noch Fragen sind, sag' einfach Bescheid.
...doppelt so viele da? Immerhin sind die Ladungen ausgeglichen. Dieses Salz einer schwachen Base und noch schwächeren Säure hydrolysiert in wässriger Lösung zu Ammoniak und Schwefelwasserstoff und reagiert dabei leicht alkalisch. Neutralisiert man es, entweicht Schwefelwasserstoff, was unbeliebt ist.
Danke, klingt tatsächlich unangenehm. Gut, dass ich damit bisher nur auf dem Papier zu tun gehabt habe.
Hab zwar Chemie LK aber das ist äußerst schwer zu sagen (glaube ich). Es kommt zum einen drauf an wie sehr geladen die Ionen sind, denn dann polarisieren sie sehr strak und es kann aus der sie umgebenden Hyrdathülle leicht ein H+ abgespalten werden. Ein hydratisiertes Kation wirkt dann z.B. als Säure. Wichtig ist auch die Frage ob die Ionen deines Stoffes selbst leicht H+ abspalten, denn dann ist die Lösung sauer. Und es ist entscheidend wie die korrespondierende Säure/Base sich verhält (Elektronenaffinität)
Das klingt zwar alles ganz toll mit den Fachbegriffen, aber mit Verlaub, das hat wenig mit der Frage zu tun. In der Frage war doch klar nach Ammoniumsulfid gefragt.
Danke, da bin ich ja auf jeden Fall schon mal beruhigt, dass es kein triviales Beispiel ist, dessen Lösung mir direkt hätte klar sein müssen. Excel habe ich zur Verfügung, ich verstehe allerdings nicht ganz, wie man aus dem pH-Wert die Konzentrationen berechnen soll?