PH-Wert-Berechnung: Unterschied zwischen den Versionen
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Durch diesen Zusammenhang lässt sich der pH-Wert einer Lösung in Abhängigkeit von deren Säurekonzentration berechnen. | Durch diesen Zusammenhang lässt sich der pH-Wert einer Lösung in Abhängigkeit von deren Säurekonzentration berechnen. | ||
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+ | Weitergehende Informationen zum pH-Wert einer Pufferlösung findest Du unter [[Puffersysteme]]. | ||
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Aktuelle Version vom 10. Februar 2015, 22:51 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.
Inhaltsverzeichnis
pH-Wert starker Säuren
Der pH-Wert starker Säuren wie Salzsäure entspricht dem negativen dekadischen Logarithmus der Konzentration der Säure.
Berechnung des pH-Wertes:
pH = -log10 c(H+)
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 = 0,7
Bei bekanntem pH-Wert kann durch Formelumstellung die Säurekonzentration c errechnet werden:
c(H+) = 10-pH mol/L
pOH-Wert und pH-Wert starker Basen
Je höher die Konzentration der Säureteilchen c(H3O+) ist, desto niedriger muss die Konzentration der Hydroxidionen c(OH-) sein. Entsprechend der Definition des pH-Wertes gilt für den pOH-Wert einer Base:
pOH = -log10 c(OH-)
Zusammenfassend kann man den pH-Wert starker Basen wie Natronlauge daher aus dem pOH-Wert ableiten:
pH = 14 - pOH
Berechnungsbeispiel
Welchen pH-Wert besitzt Natronlauge einer bestimmten Konzentration?
1 Liter Natronlauge wurde aus 4g entsprechend 0,1 mol Natriumhydroxid hergestellt, damit ergibt sich die Konzentration c:
- c(OH-) = c(NaOH) = 0,1 mol · L-1
Für den pOH-Wert erhält man:
- pOH = -log10 c(OH-) = -log10 0,1 = 1
Über das Zwischenergebnis des pOH Wertes kann durch Einsetzen der pH-Wert errechnet werden:
pH = 14 - pOH pH = 14 - 1 pH = 13
Antwort: Natronlauge mit der Konzentration c(NaOH) = 0,1 mol · L-1 besitzt einen pH-Wert von 13.
pH-Wert schwacher Säuren
Der pH-Wert von schwachen Säuren wie Essigsäure ist die Hälfte der Differenz des pKS-Werts und dem dekadischen Logarithmus der Säurekonzentration:
pH = 1/2 · (pKS - log10 c(HA))
Durch diesen Zusammenhang lässt sich der pH-Wert einer Lösung in Abhängigkeit von deren Säurekonzentration berechnen.
Musteraufgabe
Berechne den pH-Wert von Essigsäure (schwache Säure).
Gegeben: c = 0,01 mol · L-1 ; pKS = 4,75
Gesucht: pH-Wert
Lösungsformel: pH = 1/2 · (pKS - log10 c(HA))
Einsetzen: pH = 1/2 · (4,75 - log10 0,01 mol · L-1)
pH = 1/2 · (4,75 + 2)
pH = 3,38
Lösung: Der pH-Wert von Essigsäure mit der Konzentration c = 0,01 mol · L-1 beträgt 3,38.
Übungsaufgabe
- Elemente Chemie 2, Seite 219, Aufgabe 1: Bestimmung des pKS-Wertes von Ameisensäure mittels Halbtitration
pH-Wert einer Salzlösung
pH-Wert einer Pufferlösung
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(Henderson-Hasselbalch-Gleichung) |
Weitergehende Informationen zum pH-Wert einer Pufferlösung findest Du unter Puffersysteme.
Übungsaufgaben
- Aus 4,5 g Natriumhydroxid wird ein Liter Natronlauge hergestellt. Welcher pH-Wert stellt sich ein?
- Berechne den pH-Wert von Essigsäure, c = 0,1 mol · L-1.
- Berechne den pH-Wert für Salpetersäure mit der Konzentration c(HNO3) = 0,25 mol/L.
- Der pH-Wert von Natronlauge unbekannter Konzentration wird mit pH=13 bestimmt. Berechne c(NaOH).
- Eine Backpulverlösung zeigt einen pH-Wert von 8,5. Berechne die Konzentration der H+-Ionen.
- Berechne zu den pH-Werten 2 und 4 die dazugehörigen Säurekonzentrationen. In welchem Verhältnis stehen beide Säurekonzentrationen zueinander?
Im Chemiebuch ... | ||
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