Starke Säure/Base oder schwache Säure/Base?
Hallo, ich bin grad dabei ein paar Aufgaben zur PH POH PKS PKB Wert Bestimmung zu rechnen.
Die Aufgabestellung lauten z.B. Berechne den PH Wert von c(Ameisensäure) = 0,05mol/L
Das Ameisensäure HCOOH ist, ist nicht das Problem, nur wie weiß ich ob es sich um eine Starke oder Schwache Säure handelt ? Denn für die Berechnung der Werte gibt es dann ja auch wieder andere Formeln :/
Und wie kann ich aus den Angaben den PKS wert berechnen, denn den bräuchte ich ja dann um bei einer schwachen Säure bzw. Base den ph wert zu berechnen? Muss ich das alles evtl auswendig lernen, und steht der Pks wert evtl in Tabellen? Ich weiß halt nur nicht ob in der Klausur eine Tabelle gestellt wird.
3 Antworten
Einen der Werte musst schon kennen.
Wenn du den pKs hast, kannst du den pH errechnen.
Wenn du den pH hast, kannst du den pKs errechnen.
Aber du kannst nicht beide berechnen.
Manches kann man sich grob herleiten.
Ameisensäure ist so ähnlich aufgebaut wie Essigsäure, also dürfte der pKs nicht so stark abweichen, also auch Ameisensäure schwach sein.
Dann weißt du, welche Formel zur pH-Berechung zu nehmen ist.
Aber wirklich rechen kannst du nicht, ohne den pKs genau zu kennen.
Und nein, man muss nicht alle pKs-Werte auswendig kennen.
Ich kenne die der wichtigsten anorganischen mehr oder weniger.
Den von Essigsäure.
Und die von Hydronium und Wasser.
Von etlichen anderen habe ich so eine Ahnung, Ammonium und Blausäure liegen etwa bei 9.
OK, wer gerade studiert (hat) oder in dem Bereich arbeitet, kennt vielleicht 20 oder 50, aber nicht weil er sie auswendig gelernt hat, sondern weil sie einfach im Gedächtnis hängen bleiben.
Bis man sie dann wieder vergisst.
Du kannst über den KS-Wert berechnen, ob eine Säure stark oder schwach ist. Durch den Ks-Werk kannst du den pKs-Wert ableiten. Die Formel hierfür lautet : Ks= c(H3O+)2/c(HA). Je stärker die Säure ist, desto größer ist der Ks-Wert.
Ich nenne dir mal ein Beispiel. Du hast eine Essigsäure mit c=0,1 mol/L und einem pH-Wert von 2,9. Um die Anzahl der Oxoniumionen zu bekommen, nimmst du den pH-Wert und in eine 10hoch- Zahl -> 10hoch-2,9 und dann ( wie auch in der Formel steht) im Quadrat, ergibt 10hoch-5,8. Wenn du jetzt die 10hoch-5,8 durch deine Konzentration von 0,1 mol/L teilst, bekommst du 10hoch-4,8 mol/L -> dieses Ergebnis bedeutet einen pKs-Wert von 4,8. Schlussfolgerung :schwache Säure, da pKs < 10 ist. Entschuldige wenn die Antwort zu lang geworden ist, ich bin gelernte Laborantin und habe das so gelernt
Die pKₐ-Werte weiß man eher nicht auswendig, die stehen bei der Aufgabe im allgemeinen dabei, sonst googelt man eben danach. Für die Ameisensäure ist pKₐ=3.75.
(Ich schreibe pKₐ und nicht pKₛ, weil das in allen vernünftigen Büchern so gehandhabt wird)
Man sollte allerdings wissen, welche Säuren stark sind, denn für die braucht man keinen pKₐ, sondern bekommt die H₃O⁺-Konzentration direkt aus der Säurekonzentration. Starke Säuren sind im wesentlichen HCl, HBr, HI, HNO₃ und H₂SO₄ (letztere nur in der ersten Stufe), als etwas exotischere Vögel noch HClO₄, H₂SiF₆ und diverse organische Sulfonsäuren.
Der pH-Wert einer 0.05 mol/l Ameisensäure ist 2.54. Dazu braucht man das Massenwirkungsgesetz für die Reaktion
HCOOH + H₂O ⇌ HCO₂⁻ + H₃O⁺
Kₐ=c(H₃O⁺) · c(HCO₂⁻) / c(HCOOH) = x² / (c₀−x)
Dabei habe ich die H₃O⁺-Konzentration gleich x gesetzt, die Formiat-Konzentration c(HCO₂⁻) ist gleich groß, und die Ameisensäurekonzentration c(HCOOH) ist die Nominalkonzentration (c₀=0.05 mol/l) minus x, weil ja für jedes reagierende Molekül Ameisensäure ein Formiat und ein H₃O⁺ entstehen.
Also bekommst Du die Gleichung
Kₐ = 10⁻³·⁷⁵ = x²/(c₀−x)
die kannst Du simpel nach x auflösen, das ist die H₃O⁺-Konzentration, mußt Du nur noch logarithmieren und dann hast Du schon den pH-Wert.