| Die Stärke einer Säure bzw. Base, die sich
durch die Größe des pKs- bzw. pKb-Werts
bestimmt, lässt eine Einteilung in drei Gruppen zu: |
| Qualität |
Säure |
Base |
| stark |
pKs < 1,5 |
pKb < 1,5 |
| mittelstark |
1,5 < pKs < 4,75 |
1,5 < pKb < 4,75 |
| schwach |
pKs > 4,75 |
pKb > 4,75 |
|
Entsprechend dieser Einteilung wird im
folgenden dargelegt, wie der pH-Wert aus dem pKs- bzw. pKb-Wert berechnet wird.
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I. Starke Säuren
1. Welchen pH-Wert hat eine
Salzsäure-Lösung mit der Konzentration
co(HCl) = 0,25
mol/L?
Lösungsschema: |
|
b). |
Fallbestimmung:
_________________________________________________________________________________________________ |
|
c). |
Anwendung der
pH-Definition:
________________________________________________________________________________ |
|
2. |
Welche
Anfangskonzentration co(HCl) hat eine
Salzsäure-Lösung mit dem pH=3,2? |
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a). |
Formuliere das
Protolyse-Schema:_____________________________________________________________________________ |
|
b). |
Fallbestimmung:
__________________________________________________________________________________________________ |
|
c). |
Anwendung
der pH-Definition:
________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________ |
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II. |
Schwache
Säuren |
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3. |
Welchen pH-Wert hat eine
Essigsäure-Lösung mit der Konzentration co(HAc) =
0,25 mol/L? |
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a). |
Formuliere das Protolyse-Schema:
_____________________________________________________________________________ |
|
b). |
Fallbestimmung:
__________________________________________________________________________________________________ |
|
c). |
Gleichung für Ks:
________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________ |
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d). |
d. Anwendung
der pH-Definition:
____________________________________________________________________________ |
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4. |
Welche Anfangskonzentration co(HAc)
hat eine Essigsäure-Lösung mit pH=3,2? |
|
a). |
Formuliere das Protolyse-Schema:
____________________________________________________________________________ |
|
b). |
Fallbestimmung:
___________________________________________________________________________________________________ |
|
c). |
Gleichung für Ks:
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________ |
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Hausaufgaben:
Berechne nach den oben
angegebenen Lösungswegen jeweils die fehlende Größe und trage sie in
die Tabelle ein: |
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Stoffname |
c0(Anfangskonzentration) |
pH-Wert |
|
Blausäure HCN |
0,5 mol/L |
|
|
Ammoniumchlorid |
|
4,88 |
|
Ammoniak |
|
11,27 |
|
Natriumacetat |
1,2 mol/L |
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|
|
Lösungen: |
|
I. Starke Säuren
1. Welchen pH-Wert hat eine
Salzsäure-Lösung mit der Konzentration
co(HCl) = 0,25 mol/L?
Lösungsschema:
a. Protolyse-Schema:
HCl + H2O <====>
H3O+ + Cl¯
b. Fallbestimmung:
pKs(HCl) = -3 bis -6 < 1,5 ==> starke Säure: c(H3O+)
= c0(HCl)
c. Anwendung der pH-Definition: pH =
- log c(H3O+)
= - lg 0,25 = 0,6
2 .Welche
Anfangskonzentration co(HCl) hat eine
Salzsäure-Lösung mit dem pH=3,2?
a. Protolyse-Schema:
wie oben
b. Fallbestimmung:
wie oben
c. Anwendung der pH-Definition:
pH = - log c(H3O+)
<=> c(H3O+)
= 10-pH
c0(HCl) = 10-3,2 = 6,3*10-4
mol/L |
| II.
Schwache
Säuren
3. Welchen pH-Wert hat eine
Essigsäure-Lösung mit der Konzentration co(HAc) =
0,25 mol/L?
a. Protolyse-Schema:
CH3COOH(l)
+ H2O(l) <====>
H3O+(aq) + CH3COO¯(aq)
CH3COOH = HAc
b. Fallbestimmung:
pKs(HAc) = 4,76
> 4,75: also schwache Säure, damit gilt
c(HAc) = c0(HAc)
c. Gleichung für Ks:
Ks
=
c(H3O+)
* c(Ac¯) / c(HAc); da c(H3O+)
= c(Ac¯) und c0(HAc) = c(HAc), wird
Ks = c2(H3O+)
/ c(HAc); c(H3O+)
= √(Ks * c(HAc)) =
2,08*10-3 ==>
d. Anwendung der pH-Definition:
pH = 2,68
|
|
4. Welche Anfangskonzentration co(HAc)
hat eine Essigsäure-Lösung mit pH=3,2?
a. Protolyse-Schema:
wie oben
b. Fallbestimmung:
wie oben
c. Gleichung für Ks: pH = 3,2
==> c(H3O+)
= 10-3,2 ; c0(HAc)
= c2(H3O+)
/ Ks = 2,3 * 10-2 mol/L
c0(HAc)
= 2,3 * 10-2
mol/L |
Hausaufgaben:
Berechne nach den oben
angegebenen Lösungswegen jeweils die fehlende Größe und trage sie in
die Tabelle ein:
|
Stoffname |
co(Anfangskonzentration) |
pH-Wert |
|
Blausäure HCN |
0,5 mol/L |
4,8 |
|
Ammoniumchlorid |
0,309
mol/L |
4,88 |
|
Ammoniak |
0,2
mol/L |
11,27 |
|
Natriumacetat |
1,2 mol/L |
9,41 |
|
update am:
30.01.21
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