Säure Base Chemie Henderson-Hasselbalch
Man hat gegeben: 70 ml Ameisensäure Lösung (PKs= 3,65), 30 ml NaOH Die Konzentrationen sind gleich, aber nicht angegeben. Wie bestimmt man nun den pH-Wert, wenn die Säure und Base zusammengekippt werden? Über die Henderson-Hasselbalch.Gleichung geht es nicht, da die Konzentrationen ja fehlen...
Ich bitte um Hilfe.
3 Antworten
Du musst zunächst die neuen Konzentration berechnen, da du das Volumen änderst. cA sei c(Säure) und cB c(Base). Dann gilt cA=n/V(alt) => n=cAV(alt) und so cA(neu)=n/V(neu) => cA(neu)=cAV(alt)/V(neu). Da cA=cB gilt die gleiche Rechnung auch für die Base (hier nur die entsprechenden Volumina einsetzen). In der Henderson-Hasselbalch Gleichung stehen Säure und Base Konzentration ja im Logarithmus und werden geteilt. In dem Schritt kannst du dann cA herauskürzen (cA=cB).
Danke schonmal für deine Mühe.
Kannst du das mal bitte am Beispiel berechnen? Das wäre lieb!
Dir willst 70 ml Ameise mit 30 ml NaOH derselben Konzentration mischen. Dabei kommt ein Puffer mit leichtem Säureüberschuß heraus. HH sagt dazu:
pH = pK + lg (Säure/Salz)
Nehmen wird an, die Konzentrationen der Lösungen wären 1 mol/l gewesen. Dann schmimmen in unseren 100 ml Mischsuppe 30 mmol NaOH und 70 mmol HCOOH herum, nach Neutralisation gibt das 30 mmol Formiat und 40 mmol Restameise. Jeweils pro 100 ml, also sind die Stoffmengenkonzentrationen 0.3 mol/l und 0.4 mol/l
Einsetzen in die HH-Gleichung, und wir kriegen pH=3.535. Für jede andere Startkonzentration dasselbe, weil es ja nur aufs Konzentrationsverhältnis im logarithmischen Term ankommt.
Aber jetzt kommt leider die böse Seite: Die HH-Gleichung ist nur eine Näherung und nicht immer wirklich gut. Wenn man es ordentlich rechnet, bekommt man:
c₀=1 mol/l (0.3 und 0.4 mol/l): 3.536, also fast dasselbe wie mit HH.
c₀=0.1 mol/l (0.03 und 0.04 mol/l): 3.522 kein Problem
c₀=0.01 mol/l (0.003 und 0.004 mol/l): 3.590 aha!
c₀=0.001 mol/l (0.0003 und 0.0004 mol/l): 3.867 potzblitz!
c₀=0.0001 mol/l (0.00003 und 0.00004 mol/l): 4.780 auweia!!!
Beachte, daß der naiv per HH ausgerechnete pH-Wer von 3.5 ungefähr c(H₃O⁺)=0.0003 mol/l entspricht. Allgemein kann man der HH-Gleichung nicht vertrauen, wenn bei der Rechnung eine H₃O⁺-Konzentration herauskommt, die nicht wesentlich kleiner ist als die Nominalkonzentrationen in der Aufgabenstellung.Wenn Du also eine Rechnung machst bei der die Konzentration der Ameisensäure 0.0004 mol/l beträgt, und Du kriegst dann eine H₃O⁺-Konzentration von 0.0003 mol/l heraus, dann weißt Du, daß Du für den Papierkorb gerechnet hast.
Zitat "Die Konzentrationen sind gleich, aber nicht angegeben."
Dann ist das doch total einfach. pH = pKs. Weil cA- = CAH und damit der Quotient in der Henderson-Hasselbalch-Gleichung =1 ist und der Logarithmus davon halt per definitionem 0 ist.
Die Konzentrationen sind nur vor dem Zusammenschütten gleich - und da ungleiche Volumina zusammengeschüttet werden, sind die Konzentrationen hintzerher nicht mehr gleich.
Die Konzentrationen sind immer Funktionen des Volumens. Im oberen Fall änderst du das Gesamtvolumen, wodurch sich auch die Konzentrationen beider Komponenten ändern.