'''{{DISPLAYTITLE:pH-Wert-Berechnung: Lösungen der Übungsaufgaben'''}} {{navi|Säure-Base-Reaktionen|pH-Wert}}
== Tabelle ==
Nr. 1 {| {{Tabelleauto center }} ! phpH -Wert !! 0 !! 1 !! 2 !! 3 !! 4 !! 5 !! 6 !! 7 !! 8 !!
|-
! ''c''(H<sup>+</sup>) in mol/lL | 1||0,1||0,01||0,001||0,0001000 1 ||0,00001000 01 ||0,000001000 001 ||0,0000001000 000 1 ||0,00000001000 000 01
|-
! Protonenzahl/L |6{{ *}} 10<sup>23||6{{ *}} 10<sup>22||6{{ *}} 10<sup>21||6{{ *}} 10<sup>20||6{{ *}} 10<sup>19||6{{ *}} 10<sup>18||6{{ *}} 10<sup>17||6{{ *}} 10 <sup>16||6{{ *}} 10<sup>15
|-
! pOH-Wert
|}
== pH-Wert von Essigsäure ==
[[Essigsäure]] ist eine [[S%C3%A4urest%C3%A4rke|schwache Säure]], also muss der [[S%C3%A4urest%C3%A4rke#pKS-Werte|pK<sub>S</sub>-Wert]] berücksichtigt werden.
'''Gegeben:''' ''c'' = 0,1 mol '''·''' L<sup>-1</sup> ; pK<sub>S</sub> = 4,75
'''Gesucht:''' pH-Wert
'''Lösungsformel:''' pH = 1/2 '''·''' (pK<sub>S</sub> - log<sub>10</sub> c(HA))
'''Einsetzen:''' pH = 1/2 '''·''' (4,75 - log<sub>10</sub> 0,1 mol '''·''' L<sup>-1</sup>)
pH = 1/2 '''·''' (4,75 + 1)
<u>'''pH = 2,88'''</u>
'''Lösung:''' Der [[pH-Wert]] von Essigsäure mit der Konzentration c = 0,1 mol '''·''' L<sup>-1</sup> beträgt 2,88.
== Natronlauge ==
Der pH-Wert von Natronlauge unbekannter Konzentration wird mit pH=13 bestimmt. Berechne c(NaOH).
geg.: pH(NaOH)=13
ges.: c(NaOH)
Lsg.: Da die Konzentration der OH<sup>-</sup>-Ionen gesucht ist, wird zunächst aus dem pH-Wert der pOH-Wert abgeleitet:
: pOH = 14 - pH
: pOH = 14 - 13
: pOH = 1
Aus dem pOH-Wert kann die Konzentration der OH<sup>-</sup>-Ionen abgeleitet werden:
: c(OH<sup>-</sup>) = 10<sup>-pOH</sup>
: c(OH<sup>-</sup>) = 10<sup>-1</sup> mol/L
: c(OH<sup>-</sup>) = 0,1 mol/L
<u>'''Die Natronlauge besitzt eine Konzentration von 0,1 mol/L'''</u>
== Salpetersäure ==
[[Salpetersäure]] ist eine [[S%C3%A4urest%C3%A4rke|starke Säure]].
'''Gegeben:''' ''c''(HNO<sub>3</sub>) = 0,25 mol '''·''' L<sup>-1</sup>
'''Gesucht:''' pH-Wert
'''Lösungsformel:''' pH = - log<sub>10</sub> c(H<sup>+</sup>)
'''Einsetzen:''' pH = - log<sub>10</sub> 0,25 mol '''·''' L<sup>-1</sup>
<u>'''pH = 0,6'''</u>
'''Lösung:''' Der [[pH-Wert]] von Salpetersäure mit der Konzentration c = 0,25 mol '''·''' L<sup>-1</sup> beträgt 0,6.
== Backpulverlösung ==
Richtig ist Antwort c):
c(H<sup>+</sup>) = 3,16{{*}}10<sup>-9</sup> mol/L
Lösungsweg:
geg.: pH = 8,5
ges.: c(H<sup>+</sup>)
Lsg.: c(H<sup>+</sup>) = 10<sup>-pH</sup> mol/L
Einsetzen: c(H<sup>+</sup>) = 10<sup>-8,5</sup> mol/L
<u>'''Ergebnis: c(H<sup>+</sup>) = 3,16{{*}}10<sup>-9</sup> mol/L'''</u>
== pH-Wert und Säurekonzentration ==
geg.: pH(1) = 2; pH(2) = 4
ges.: ''c''(H<sup>+</sup>)
Lsg.: ''c''(H<sup>+</sup>) = 10<sup>-pH</sup> mol/L
Einsetzen:
# ''c''(H<sup>+</sup>) = 10<sup>-2</sup> mol/L
# ''c''(H<sup>+</sup>) = 10<sup>-4</sup> mol/L
Verhältnis berechnen:
10<sup>-2</sup> / 10<sup>-4</sup> = 10<sup>2</sup>
'''Wenn der pH-Wert von 2 auf 4 ansteigt, wächst die Konzentration der (H<sup>+</sup>)-Ionen um den Faktor 100.'''
== pH-Wert einer Salzlösung ==
a) [[Kaliumnitrat]] (KNO<sub>3</sub>) reagiert unabhängig von der Salzkonzentration neutral, also pH = 7, weil es Neutralisationsprodukt einer starken Lauge ([[Kalilauge]]) mit einer starken Säure ([[Salpetersäure]]) ist.
b) [[Natriumcarbonat]] (Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>) reagiert durch [[Hydration|Auflösen in Wasser]] basisch, weil [[Kohlensäure]] eine schwache Säure und [[Natronlauge]] eine starke Base ist.<br />H<sub>2</sub>O + Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> ⇌ NaHCO<sub>3</sub> + NaOH
Die Na-Ionen haben keinen Einfluss auf den pH-Wert, daher:
H<sub>2</sub>O + CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> ⇌ HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> + OH<sup>-</sup><br />Berechnung des pH-Wertes:
Gegeben: pK<sub>B</sub>(CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>) = 3,6; ''c''(B) = 0,1 mol/L
pH = 14 - 1/2 '''·''' (pK<sub>B</sub> - log<sub>10</sub>''c''(B))
pH = 14 - 1/2 '''·''' (3,6 + 1)
'''pH = 11,7'''
Nr. 2[[Kategorie:Chemie]]
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