Wie berechnet man Protonenkonzentration ohne gegebenen pH Wert?
Aufgabe: Ein Liter einer Lösung enthält 0,08mol Essigsäure und 0,10 mol Natriumacetat. Wie groß ist die Protonenkonzentration dieser Lösung? Wie groß wäre diese im Falle einer Liters einer Lösung von entsprechenden Mengen Salzsäure und Kaliumchlorid? Ks Essigsäure: 1,8 x 10^-5
Also klar kann ich dadurch den pKs Wert berechnen und dadurch den pKb wert, aber wie mache ich weiter?
Danke im Vorraus :)
4 Antworten
Also pKs und pKb wert brauchst du nicht.
Du hast hier ein Gleichgewicht und die Gleichgewichstkonstante ist Ks und die ist gegeben.
Ich schreibe Konzentrationen mal in eckige Klammern, weil als c mit index wird hier zu unübersichtlich.
Was du haben willst ist [H+]
HCH3COOH -----> H+ + CH3COO-
Ks = [H+] * [CH3COO-] / [CH3COOH] = 1.8 * 10^-5
Der Dissozierte Anteil nennen wir x
[H+]= x
[CH3COO-] = 0.1 + x (0.1mol Acetat + den dissozierten Teil der Säure)
[CH3COOH] = 0.08 - x (Vorhandene Essigsäure - den dissozierten Anteil)
x² + 0.1x / (0.08 - x) = 1.8 * 10^-5
x² + 0.1x = 1.44 * 10^-6 - 1.8 * 10^-5 x
x² + 0.100018x-1,44*10^-6 = 0
PQ- Formel anwenden. z.B. hier: http://www.jetzt-rechnen.de/Mathematik/p-q-Formel.html#
Den negativen Wert für x kannste natürlich vergessen - das geht nur mathematisch, chemisch ist eine negative Konzentration nicht möglich.
x = 1,44*10^-5 = [H+]
Das ist die Lösung der Aufgabe. Falls du noch den pH Wert berechnen möchstest: - log 1.44*10^-5 = 4.84
Der genaue Beobachter sieht, dass ich faktisch nichts anderes gemacht habe.
Das wollte ich damit auch nicht sagen ;)
Nur, dass es für die Berechnung schon eine fertige Formel gibt. Dann muss man das nicht immer so umständlich herleiten.
Nun zum 2. Teil deiner Frage:
Die Salzsäure ist vollkommen dissoziiert. Da ändert 0.1 mol KCl auch nichts dran. Daher ist [H+] in dem Fall 0.08mol/l (und der pH Wert - log 0.08 = 1.097
Eine sehr starke Säure bildet auch mit seiner konjugierten Base keinen Puffer.
Zu 1) Immer noch Henderson-Hasselbalch:
pH= pKs + lg ( [A-]/[HA] )
pKs ist der negative dekadische Logarithmus von Ks: hier 4.74
[A-] = Konzentration in mol/l an Säureanionen im Puffer= 0.1
[HA] = Konzentration in mol/l an Säure im Puffer = 0.08
pH = 4,74 + lg 1.25 = 4.84
zu 2): HCl als starke Säure dissoziiert praktisch komplett; KCl Als Salz einer starken Base und einer starken Säure dissoziert neutral.
Also hat man im Effekt eine 0.08 molare HCl und damit auch eine Hydroniumkonzentration von 0.08 mol/l.
pH = -lg [H3O+] = 1.1
Schau dir mal die Henderson-Hasselbalch Gleichung an. Damit kannst du den pH-Wert von Puffern berechnen. Sie gilt aber nur für schwache Säuren, was bei Essigsäure der Fall ist.
Und wenn dann aber das Volumen der Base gesucht wird, das nicht die konjugierte Base der Säure ist sondern eine ganz andere? :(
Da frag ich mich welche Base. So ganz aus dem Kontext gerissen kann ich dir das nicht beantworten.
Danke für die ausführliche Erklärung! :)