PH-Wert-Berechnung: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 1. Oktober 2012, 15:02 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 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: Der pOH-Wert einer Base ist der negative dekadische Logarithmus der Konzentration der Base, als Formel:
pOH = -log10 c(OH-)
Zusammenfassend kann man den pH-Wert starker Basen daher aus dem pOH-Wert ableiten:
pH = 14 - pOH
pH-Wert schwacher Säuren
Der pH-Wert von schwachen Säuren 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.
pH-Wert einer Salzlösung
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?
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