PH-Wert-Berechnung

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Fertigstellung bis zum 16. Dezember 2006

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--Dg 21:49, 13. Dez 2005 (CET)

Was ist der pH-Wert?

pH-Wert

Berechnung des pH-Wertes an Säuren und Basen

Der pH-Wert lässt sich bei bekannter Konzentration an Säuren und Basen in einer wässrigen Lösung berechnen. So entspricht der pH-Wert starker Säuren den negativen dekadischen Logarithmus der Konzentration der Säure, da man davon ausgeht, dass die Konzentration der Säure der entspricht und die Autoprotolyse des Wassers außer Acht lässt.Der pH-Wert von schwachen Säuren ist die Hälfte der Differenz vdes pKS-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.

Für Lösungen eines Salzes einer Säure/Base lässt sich der pH-Wert über die sogenannte Henderson-Hasselbach-Gleichung[1] näherungungsweise berechnen. Sind jedoch verschiedene Salze oder Salze von mehrbasiger Säuren gelöst, verkompliziert sich diese Gleichung sehr rasch. Für eine genaue Berechnung muss zusätzlich noch die Aktivität (Chemie) berücksichtigt werden.

Berechnung des pH-Wertes

Starke Säuren/Basen: pH = -Lg c(H^{+) pH = 14-poH}

Schwache Säuren(HA)/Basen(B): pH = -Lg 1/2*(pks -Lg c(HA))

Rechnungsbeispiel:

Berechnung der Konzentration

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

Um den pH-Wert berechnen zu können, muss zunächst die Konzentration herausgefunden werden. Dieses 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 Messe (M) entspricht dem Atomgewicht und ergibt sich daher aus dem Periodensystem der Elemente. m entspricht der vorgegebenen Masse.

Beispielrechnung für die Stoffmenge von Wasser:

n(H₂O) = m(H₂ O) / M(H₂O)
n(H₂O) = 9g / 18g/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

Übungsaufgaben

Aus folgenden Stoffen wird jeweils ein Liter einer wässrigen Lösung hergestellt. Welcher pH-Wert stellt sich ein?
a) 4,5 g Natriumhydoxid
b) 2,2 g Chlorwasserstoff
c) 3,0 g Bariumhydroxid

Quellen

www.wikipedia.org
Chemie heute - Sekundarbereich II, Schroedel Verlag, ISBN 3-507-10630-2

--Rike 19:33, 15. Jan 2006 (CET)Rike & Johannes