Verdünnung von Lösungen (pH-Wert)
Halloo ich mache ein Referat über den pH-wert. Ich bin grade bei dem Punkt Verdünnug & auf wiki versteh ich es leider nicht wirklich. Also was ich wissen will ist, wenn man jetzt z.B. 1 ml von einer Lösung mit dem pH-Wert 2 hat, muss man dann 10 ml Wasser hinzugeben um eine Lösung mit dem pH-Wert 3 zu erhalten?? Weil es heißt ja man muss die Lösung um das 10-fache verdünnen
5 Antworten
Erst das Wasser, dann die Säure, sonst geschieht das Ungeheure!
Gibst du dest. Wasser auf eine Säure-Lsg. mit dem pH-Wert von 2, gibt das eine heftige Reaktion, man gibt immer die Säure auf das Wasser!
Ansonsten ist dein Ansatz zur Verdünnung richtig.
Wenn es spritzt, dann ist es unverdünnte Säure - das tut weh! und ganz besonders bei der wasserliebenden konzentrierten Schwefelsäure - die kommt dem Wasser nämlich entgegen - und dir auch...
Das ist eine Timing-Frage.
Nehmen wir an, Du willst 10 ml conc. H₂SO₄ mit 10 ml H₂O mischen. Du würdest dabei knapp 20 ml einer heißen, etwa 50%igen Schwefelsäure bekommen.
Wenn Du das so machst wie empfohlen (also Wasser vorlegen und Säure reintropfen) dann heizt sich die Sache langsam auf. Mit jedem Tropfen wird mehr Wärme freigesetzt, bis die Mischung fertig ist.
Wenn Du es aber umgekehrt macht (Säure vorlegen und Wasser zutropfen) dann bekommst Du zwar nette dieselbe Reaktionsenergie und würdest bei derselben Endtemperatur landen. Aber die Energie wird nicht gleichmäßig über die ganze Tropferei freigesetzt, sondern ein großer Teil bereits bei den ersten paar Tropfen. Da ist das Volumen aber noch kleiner, und die Temperatur steigt sehr steil an. Lokal (an der Zutropfstelle) kann es zum Kochen kommen, und dann spritzt kochende Säure aus dem Glas raus.
Kochende, herumspritzende Säure unterliegt dem Naturgesetz von der „selektiven Gravitation“. Deshalb landet sie meist im Auge des einzigen Chemikers im Labor, der keine Schutzbrille trägt. Und das ist gar nicht gut.
Ich bin Theoretiker, habe aber natürlich meine experimentellen Erfahrungen gemacht.
Unsinn, das passiert mit einer konzentrierten Schwefelsäure, aber nicht so einer hauchdünnen Suppe mit pH 2. Zwar hast DU recht, daß immer eine Verdünnungswärme auftritt, aber die ist bei einer 0.01-molaren Lösung mikromal.
es gibt Leute die schaffen es, auch eine dünne Suppe zum Spritzen zu bekommen... - wie ich geschrieben habe, Mr. Neunmalklug...
auch eine dünne Suppe zum Spritzen zu bekommen
Das glaube ich ja gerne. Aber in diesem Fall müßte man dazu schütteln, ohne den Daumen aufs Reagenzglas zu halten.
Die Mischungswärme ist vernachlässigbar. Nur um die Größenordnung aufzuzeigen: pH 2 ist nicht viel saurer als Essig oder Zitronensaft. Ich habe noch nie gehört, daß der Hausfrau beim Salatabmachen die Marinade ins Gesicht gesprungen wäre, wenn die Essig mit Wasser verdünnt.
Erst das Wasser, dann die Säure, sonst geschieht das Ungeheure!
Die übliche Faulheit. Der Spruch lautet: Erst das Wasser, dann die Schwefelsäure. Bei allen relevanten anderen Säuren passiert (fast) nichts.
Gibst du dest. Wasser auf eine Säure-Lsg. mit dem pH-Wert von 2, gibt das eine heftige Reaktion, man gibt immer die Säure auf das Wasser!
Quatsch. Säure mit pH 2 ist stark verdünnt, da passiert auch bei Schwefelsäure nichts.
Eigentlich ist dies ganz einfach herauszukriegen, und zwar indem du die Definition von pH-Wert verinnerlichst.
Der Abfall von pH-Wert 7 auf 6 geht einher mit der Verzehnfachung der Anzahl an Protium (H+). Wenn du nun 1ml hast mit einem pH-Wert von 2, dann musst du logischerweise die Anzahl des Protiums zehnteln. Dementsprechend brauchst du die zehnfache Menge an Wasser zur Verdünnung.
Jeder Schritt runter geht einher mit der Verzehnfachung der Konzentration. Jeder Schritt hoch geht einher mit der Verzehntelung der Konzentration.
Natürlich klappt das ab pH 7 nicht mehr (logisch!)
Du musst also nicht 10ml hinzugeben, sondern 9ml.
Mit ab pH 7 meine ich, du kannst bei pH-Wert 7 nur eine Erhöhung bewirken, indem du Hydroxid-Ionen hinzugibst mit der gleichen Logik.
wenn man jetzt z.B. 1 ml von einer Lösung mit dem pH-Wert 2 hat, muss man dann 10 ml Wasser hinzugeben um eine Lösung mit dem pH-Wert 3 zu erhalten??
Nein, neun Milliliter. Du verdünnst so, daß Du hinterher zehnmal soviel Volumen hast wie vorher. Man sagt auch „einen Milliliter auf zehn Milliliter“ (oder „auf ein Zehntel“) verdünnen. Würdest Du zehn Milliliter zugeben, verdünnst Du auf ein Elftel, und der pH wäre 3.05.
Diese Rechnung gilt nur für eine starke einbasige Säure (HNO₃, HCl, HClO₄), in guter Näherung auch für H₂SO₄. Aber bei einer schwächeren Säure gilt das nicht.
Mit Phosphorsäure (die ist mittelstark) läßt sich auch ein pH 2 erzielen, dazu braucht man 0.024 mol/l. Verdünnt man das auf ein Zehntel, bekommt man einen pH von 2.72, wenn ich mich nicht verrechnet habe.
Grundsätzlich gilt: Man kann den pH beim Verdünnen nur dann richtig voraussagen, wenn man genau weiß, was alles in der Lösung ist. Wenn Du eine unbekannte Lösung vom pH 2 hast und Du verdünnst sie auf ein Zehntel, kannst Du nur sagen, daß der neue pH irgendwo zwischen zwei und drei liegen muß.
wenn man jetzt z.B. 1 ml von einer Lösung mit dem pH-Wert 2 hat, muss man dann 10 ml Wasser hinzugeben um eine Lösung mit dem pH-Wert 3 zu erhalten?
Nein, die anderen Antworten mit 9 ml sind (für alle praktischen Zwecke) korrekt.
Bitte schließ daraus nicht, daß Du eine Lösung mit pH 6 durch 1 + 99 Verdünnung auf pH 8 bringen kannst (da stört das blöde Wasser).
Weil es heißt ja man muss die Lösung um das 10-fache verdünnen
Um das 10fache verdünnen? Den Ausdruck überlaß ich der Verwurstung durch die Philosophen.
10-fache Verdünnung bedeutet 1 Teil + 9 Teile, dann ist das Verhältnis 1:10
10-fache Verdünnung bedeutet
daß jemand nicht nachgedacht hat. Man kann 10fach konzentrieren oder auf ein 10tel Verdünnen, aber nicht 10fach verdünnen.
Sagt man aber wirklich so. Und zwar deshalb, weil das Volumen aufs Zehnfache steigt. Gleichzeitig sinkt die Konzentration natürlich auf ein Zehntel. Deshalb ist es wurst, ob Du „zehnfach verdünnen“ oder „auf ein Zehntel verdünnen“ sagst, gemeint ist derselbe Vorgang.
Ich geb zu, daß das nicht ganz logisch ist, aber so ist die Laborpraxis.
Sagt man aber wirklich so.
Ist mir klar, daher auch mein Einwand.
Und zwar deshalb, weil das Volumen aufs Zehnfache steigt.
Nicht notwendigerweise, Stichwort Exzessvolumen. Im Labor unterscheidet man durchaus eine 1 + 9 Verdünnung von einer 1 : 10 Verdünnung.
Ich geb zu, daß das nicht ganz logisch ist, aber so ist die Laborpraxis.
Wir waren nicht im gleichen Labor. :)
Stichwort Exzessvolumen
Da hast Du völlig recht. 1 ml + 9 ml müssen keineswegs 10 ml ergeben, gewöhnlich ist es etwas weniger, und in schrägen Ausnahmefällen können es sogar weniger als 9 ml sein („negatives partielles Volumen“). Gerade Wasser in conc. Schwefelsäure wäre ein Kandidat für einen solchen Fall, weil die Mischung so ziemlich das Lehrbuchbeispiel von „nichtideal“ ist. Aber ich habe keine Tabelle eingesteckt, an der ich das überprüfen kann.
Was passiert eigentlich, wenn man das Wasser in die Säure kippt? Und wieso? Die Frage ist unpassend. Ich meine eher:
Wenn ich Säure in Wasser kippe, gibt es doch ebenso die gleiche exotherme Reaktion wie wenn ich Wasser in Säure kippe? Ist dass das gleiche Prinzip wie bei Fettbraten und Wasser raufkippen?