Welchen pH-Wert hat die Lösung?

Ich habe folgende Aufgabe und verstehe nicht ganz, wie ich sie lösen kann...

"Ich habe eine Lösung aus 500 ml Salzsäure pH = 1 und 500 ml Natronlauge pH = 13. Welchen pH-Wer hat meine Lösung?"

Meine Überlegung:

Zunächst die Konzentrationen der Säure und Lauge berechnen.

c(HCl) = 0,1 mol/l

c(NaOH) = 0,0000000000001 mol/l

Kann ich nun einfach beide Konzentrationen addieren, da ich beide Flüssigkeiten zusammen gieße und dann 1l erhalte? Das wären dann ja 0,1000000000001 mol/l.

Kann das sein oder wo liegt mein Fehler?

Danke schonmal :)

Answer 1

[MaxChemieNoob]

Rechne die Stoffmengen an Oxonium und Hydroxidionen aus und beachte, dass 1 Oxoniumionteilchen genau 1 anderes Hydroxidionenteilchen neutralisiert. Das ganze machst du über:

$c=\frac{n}{V}$ bzw.

$n=c\cdot V$ Beachte dass du einmal für c die Oxoniumionenkonzentration und einmal die Hydroxidionenkonzentration einsetzen musst

Answer 2

[indiachinacook]

Nein, Konzentrationen kann man im allgemeinen nicht addieren (sie sind ja intensive Größen). Addieren kann man dagegen Stoffmengen, die sind extensiv, also etwas Zähl­­bares, und daher additionsfähig.

In Deinem 500 ml Salzsäure (pH=1, also c(HCl)=10⁻ᵖᴴ=0.1 mol/l) befinden sich n=c⋅V=0.05 mol HCl. In der NaOH (pH=13, also pOH=14−pH=1, also c(NaOH)= 10⁻ᵖᴼᴴ= 0.1 mol/l) ebenso viel, also reagieren die glatt zu NaCl und H₂O, es bleibt nichts übrig, also ist die Lösung neutral, pH=7.

HCl + NaOH ⟶ NaCl + H₂O

Jetzt könntest Du sagen „Super, das ist ja genau der Mittelwert der beiden pH-Werte. Hät­te ich das nicht auch einfacher rechnen können?“. Die Antwort ist Nein, und um zu se­hen, warum, nehmen wir einfach etwas andere Zahlen.

Nimm an, 500 ml NaOH (pH=12) werden mit 500 ml HCl (pH=1) vermischt. Welcher pH stellt sich ein? Nach derselben Rechnungwie oben bekommen wir n(HCl)=0.05 mol und n(NaOH)=0.005 mol. Wenn die miteinander ragieren, dann entstehen 0.005 mol NaCl, aber es bleiben 0.045 mol HCl übrig. Diese schwimmen nun in einem Liter Ge­samt­volumen herum, also c(HCl)=0.045 mol/l und pH=−lg(c)=1.35. Das ist weit ent­fernt vom Mittelwert der beiden.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

Comments

[bohemiansouI]

Vielen Dank! Das hast du richtig gut erklärt, jetzt habe ich es verstanden :)