PH-Wert-Berechnung: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 6. Dezember 2010, 11:55 Uhr

PH-Wert-Berechnung
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Säure-Base-Reaktionen		pH-Skala

Der pH-Wert lässt sich bei bekannter Konzentration an Säuren und Basen in einer wässrigen Lösung berechnen. Vorab muss geklärt werden, ob es sich um eine starke oder schwache Säure bzw. Base handelt.

pH-Wert starker Säuren

Der pH-Wert starker Säuren entspricht dem negativen dekadischen Logarithmus der Konzentration der Säure, da man davon ausgeht, dass die Konzentration der Säure der Base entspricht und die Autoprotolyse des Wassers außer Acht lässt.
Berechnung des pH-Wertes:

pH = -log10 c(H+)

pH = 14 - pOH         

Berechnungsbeispiel:

1 Liter Salzsäure wurde mit 0,2 mol Chlorwasserstoff hergestellt, damit ergibt sich die Konzentration c:

c(H30+) = c(HCl) = 0,2 mol · L-1

Für den pH-Wert erhält man:

pH = -log10 c(H30+) = -log10 0,2 = O,7

Berechnung der Konzentration

c = Konzentration; n = Stoffmenge; V = Volumen; M = molare Masse; m = Masse.

Um den pH-Wert berechnen zu können, muss ggf. vorab die Konzentration herausgefunden werden. Diese ergibt sich aus folgender Gleichung:

c = n / V

Als erstes muss aber das Volumen V und die Stoffmenge n erechnet werden. Dieses ergibt sich aus nachstehender Gleichung:

n = m / M

Die molare Masse M entspricht der Atommasse und ergibt sich daher aus dem Periodensystem der Elemente (PSE). "m" entspricht der vorgegebenen Masse.

Beispielrechnung für die Stoffmenge von Wasser:

n(H₂O) = m(H₂O) / M(H₂O)
n(H₂O) = 9 g / 18 g / mol
n(H₂O) = 0,5 mol

Um nun die Konzentration zu errechnen, müssen die Stoffmenge und das Volumen (z. B. 1 Liter) in die Gleichung eingesetzt werden:

c = 0,5 mol / 1 L
c = 0,5 mol/L

pH-Wert schwacher Säuren

Der pH-Wert von schwachen Säuren ist die Hälfte der Differenz des pK_S-Werts und dem dekadischen Logarithmus der Säurekonzentration. Bei mehrprotonigen Säuren muss man diese Werte für jedes abgegebene Proton berechnen und anschließend addieren. Diese Berechnungen können für das Herstellen von Lösungen mit einem bestimmten pH-Wert sehr hilfreich sein.

Musteraufgabe

Berechne den pH-Wert von Essigsäure (schwache Säure).

Gegeben: c = 0,01 mol · L^-1 ; pK_S = 4,65

Gesucht: pH-Wert

Lösungsformel: pH = 1/2 · (pK_S - lg c(HA))

Einsetzen: pH = 1/2 · (4,65 - lg 0,01 mol · L^-1)

pH = 1/2 · (4,65 + 2)

pH = 3,33

Lösung: Der pH-Wert von Essigsäure mit der Konzentration c = 0,01 mol · L^-1 beträgt 3,33.

pH-Wert einer Salzlösung

• pH-Wert einer Salzlösung

Übungsaufgaben

1. Aus 4,5 g Natriumhydroxid wird ein Liter Natronlauge hergestellt. Welcher pH-Wert stellt sich ein?
2. Berechne den pH-Wert von Essigsäure, c = 0,1 mol · L^-1.
3. Berechne den pH-Wert für Salpetersäure mit der Konzentration c(HNO₃) = 0,375 mol/L.
4. Der pH-Wert von Natronlauge unbekannter Konzentration wird mit pH=13 bestimmt. Berechne c(NaOH).
5. Eine Backpulverlösung zeigt einen pH-Wert von 8,5. Berechne die Konzentration der H⁺-Ionen.

Im Chemiebuch ...
findest Du weitere Informationen zum Thema PH-Wert-Berechnung:
Chemie FOS-T     auf Seite -	Chemie heute     auf Seite 114	Elemente Chemie     auf Seite {{{3}}}

Weblinks

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• PH-Wert-Berechnung in der Wikipedia
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