1. Kann man angeben, bei welchem pH-Wert sich eine Pufferlösung, die aus definierten Komponenten besteht, am besten einsetzen lässt?
2. Was bleibt konstant, wenn ich eine Pufferlösung mit destilliertem Wasser verdünne?
3. Welche Pufferlösungen lassen sich bei Verwendung von Phosphorsäure und ihren Alkalisalzen herstellen?
pKs1 = 1,96
pKs2 = 7,21
pKs3 = 12,32
Worauf beruht die Pufferwirkung und wo liegt jeweils das pH-Optimium?
bm
10.05.2001, 23:28
zu 1:
um den pKs-Wert der beteiligten Säure.
zu 2:
So ziemlich alles, außer die Konzentration der Pufferlösung. Da sich aber am Verhältnis der am Puffersystem beteiligten Komponenten nichts ändert, bleibt der pH-Wert konstant (ausser wenn die Verdünnung so hoch wird, dass die Autoprotolyse des Wasser einen wesentlichen Beitrag liefert).
Konstant bleibt auch z.B. die Pufferkapazität.
zu 3:
Die Antwort hast Du schon selbst geschrieben. Nehme noch die Henderson-Hasselbalch-Gleichung
schreibe die drei zu den pKs-Werten gehörenden Protolysestufen auf; dann weiß Du alles.
Die Antwort lautet:
Pufferbereiche um pKs 1,2 und 3
Wirkung durch Abfangen von H+/OH- jeweils durch ___ .
mfg bm
Pauni
11.05.2001, 10:31
Das pH-Optimum ist bei Pufferlösungen:
pH=pKs
Ein vollständig durchgerechnetes Phosphat-Pufferbsp. findest du im SCHAUM in Kapitel 17, Seite 289 (8. Auflage)
Winas
16.05.2002, 15:05
Hallo!
Ich habe mal dieses Thema herausgesucht um nichts neues anzufangen:
ich habe hier ein problem mit Pufferlösungen, denn wir haben hier Hausaufgaben auf und der Lehrer hat nichts erklärt.... :rolleyes:
1. Schuleversuch mit NaH2 PO4 * 2H2 O
und
2. Na2 HPO4 * 12H2 O
dazu hatten wir dann ein paar pH werte bestimmt und die Aufgabe lautet jetzt: die formel der schwachen säure und der korrospondierenden Base aufstellen und die Reaktion mit Wasser ( also Protolysegleichgewicht)
da habe ich mir mal gedacht:
1. H2 PO4 - ---> HPO4 2- .....die reaktion mit wasser dann:
H2 PO4 - + H2 O <---> H3 O+ + HPO4 2- ...der 2. schritt dann HPO4 2- + H2 O <---> H3 O+ + PO4 3-
bei der 2. Gleichung dann analog nur halt ein Reaktionsschritt. weil es nur noch ein H - Atom gibt.
ist das so richtig?
MfG
Winas
PS
es kommen noch Aufgaben nur ich kann das nicht alles auf einmal texten weil mein PC manchmal "rumleidet"
Winas
16.05.2002, 15:20
Arbeitsblatt " Der Essigsäure - Acetat - Puffer"
1. zu 100ml Essigsäure-acetat-puffer mit gleichen konzentrationen an Essigsäure und Acetat - Ionen ( je 0,1 mol * l) gibt man 10 ml HCL und 10 ml NaOH mit der gleichen Konzentration. Formulieren sie die Reaktion von Salzsäure bzw. Natronlauge mit der Pufferlösung.
2. Berechnen sie die Zugefügten Stoffmengen n (HCL) und n (NaOH).
3.Bestimmen sie die in der Tabelle fehlenden Größen und tragen sie die ph - werte in Säulendiagramme ein. die Fehlenden Größen sind folgende [ gegeben ist nur das Volumen 100 bzw. zweimal 110 ml in der tabelle] : n(HAC) , n (Ac- ), c (HAc) , c (Ac- ) , C(H3 O+ ) , pH - wert
4. Wie hätten sich die ph- werte geändert, wenn sie von 100 ml reinem wasser ausgegangen wären? tragen sie auch diese pH - werte in die Balkendiagramme ein.
So zu 1. habe ich schon was...kann aber auch Müll sein ;) :
CH3 COOH + HCL <---> CH2 COOH2 + + Cl-
CH3 COOH + NaOH <---> CH3 COONa + H2 O
2. das rechnet man mit n = C * V oder? dann würde ja bei beiden 11 rauskommen kann das sein?
3. hier brauche ich doch die form pH = pKs + lg c(Ac- )/C(HAc) oder? allerdings steht in dem Buch was ich hier habe - vorm lg ....aber das würde mich nicht wundern bei dem Lehrer..
Danke im vorraus
MfG
Winas
Winas
16.05.2002, 17:07
hm....habe jetzt noch ein bischen gerechnet..das letzt mit +/- hat sich erledigt bei Punkt 3. da hatte ich was übersehen. weiß aber noch nicht weiter....
Winas
17.05.2002, 20:35
:help: :help: bitte ich kann nichts.....und ich brauche das als Hausaufgabe. Vielleicht kann das auch nur jem. erklären dann mache ich die Hausaufgabe selber...
thx
MfG
Winas
FK
17.05.2002, 20:42
Originalnachricht erstellt von Winas
H2 PO4 - + H2 O <---> H3 O+ + HPO4 2- ...der 2. schritt dann HPO4 2- + H2 O <---> H3 O+ + PO4 3-
Finde ich ok.
Bei einem Puffer mit Dihydrogenphosphat gilt die erste Gleichung, bei Hydrogenphosphat die zweite.
Gruß,
Franz
FK
17.05.2002, 21:00
Originalnachricht erstellt von Winas
1. zu 100ml Essigsäure-acetat-puffer mit gleichen konzentrationen an Essigsäure und Acetat - Ionen ( je 0,1 mol * l) gibt man 10 ml HCL und 10 ml NaOH mit der gleichen Konzentration. Formulieren sie die Reaktion von Salzsäure bzw. Natronlauge mit der Pufferlösung.
2. Berechnen sie die Zugefügten Stoffmengen n (HCL) und n (NaOH).
3.Bestimmen sie die in der Tabelle fehlenden Größen und tragen sie die ph - werte in Säulendiagramme ein. die Fehlenden Größen sind folgende [ gegeben ist nur das Volumen 100 bzw. zweimal 110 ml in der tabelle] : n(HAC) , n (Ac- ), c (HAc) , c (Ac- ) , C(H3 O+ ) , pH - wert
4. Wie hätten sich die ph- werte geändert, wenn sie von 100 ml reinem wasser ausgegangen wären? tragen sie auch diese pH - werte in die Balkendiagramme ein.
So zu 1. habe ich schon was...kann aber auch Müll sein ;) :
CH3 COOH + HCL <---> CH2 COOH2 + + Cl-
DIE Gleichung kannst Du hier vergessen; die Salzsäure reagiert mit dem Acetation.
Die obige Reaktion findet tatsächlich statt, wenn Essigsäure und Chlorwasserstoff OHNE Wasser zusammen kommen.
CH3 COOH + NaOH <---> CH3 COONa + H2 O
Das besser mit Ionen formulieren: Hydroxidion + Essigsäure gibt Acetation plus Wasser.
2. das rechnet man mit n = C * V oder? dann würde ja bei beiden 11 rauskommen kann das sein?
Das rechnet man so, aber warum soll 11 raus kommen? 10 ml einer 0,1 molaren Lösung gibt 1 mmol.
3. hier brauche ich doch die form pH = pKs + lg c(Ac- )/C(HAc) oder?
Ja (Henderson-Hasselbalch-Gleichung).
Gruß,
Franz
Winas
18.05.2002, 20:41
ok danke werde mich da mal am Sonntag morgen dransetzten.werde aber bestimmt noch Fragen haben die kommen dann ;)
Winas
Winas
19.05.2002, 10:46
ok also das erste ist jetzt klar mit den Ionen. Bei HCL wären das also:
CH3 COO- +HCL <---> CH3 COOH+Cl-
stimmt das dann so?
zu 2.)
stimmt das war jetzt schon auf die Tabelle bezogen. da haben wir ja 100ml Puffer + 10 ml. der Säure/Lauge dann wären das ja 110ml der Lösung.
zu 3.)
da komme ich irgendwie gar nicht zurecht.was bringt mir die gleichung wenn mir zwei größen daraus fehlen? ich habe die erste spalte mal ausgerechnet und kann sie mal vorstellen:
Gegeben:
V = 100ml
"Puffer mit der gleichen Konzentration an Essigsäure und Aceteat- Ionen ( c= 0,1 mom/L)
Gesucht:
pH = 4,65 (ist der da nich immer gleich? )
n(HAc) = 10
n (Ac- ) = 10
c (HAc) = 0,1
c (Ac- )0,1
c (H3 O+ ) = 2,239 * 10-5
das gleiche soll jetzt noch mit V = 110 ml (+10 ml durch die HCL/NaOH)
auch mit c= 0,1 mol/L
das ist bestimmt total simpel wenn man diese Formel kann :rolleyes:
zu 4.)
keinen PLan
MfG
Winas
bm
19.05.2002, 11:36
zu 4.)
keinen PLan
1. zu 100ml Essigsäure-acetat-puffer mit gleichen konzentrationen an Essigsäure und Acetat - Ionen ( je 0,1 mol * l) gibt man 10 ml HCL und 10 ml NaOH mit der gleichen Konzentration. Formulieren sie die Reaktion von Salzsäure bzw. Natronlauge mit der Pufferlösung.
4. Wie hätten sich die ph- werte geändert, wenn sie von 100 ml reinem wasser ausgegangen wären? tragen sie auch diese pH - werte in die Balkendiagramme ein.
Naja : 100 ml Wasser + 10 ml HCl mit c=0,1 mol/l ergibt 110 ml zusammen mit 10 ml * 0,1 mmol/ml H+ = 1 mmol H+.
10-3 mol / 0,110 l =
Und der pH-Wert ist der neg. dekadische Logarithmus der Konzentration an H+.
Aller klar?
Winas
19.05.2002, 12:29
nee.woher kommen die 10-3 mol ?
bm
19.05.2002, 12:53
Und ein mmol sind
Winas
19.05.2002, 14:10
mist hab nicht ordentlich nachgedacht. 1/1000 , 10-3 ....ok dann dürfte das stimmt.danke
damit ist dann die 4. Beantwortet....
FK
19.05.2002, 15:21
Originalnachricht erstellt von Winas
CH3 COO- +HCL <---> CH3 COOH+Cl-
stimmt das dann so?
Machen wir's einfacher: CH3COO- + H+ <- -> CH3 COOH
Das Chloridion tut hier eigentlich nichts zur Sache.
zu 3.)
da komme ich irgendwie gar nicht zurecht.was bringt mir die gleichung wenn mir zwei größen daraus fehlen? ich habe die erste spalte mal ausgerechnet und kann sie mal vorstellen:
Gegeben:
V = 100ml
"Puffer mit der gleichen Konzentration an Essigsäure und Aceteat- Ionen ( c= 0,1 mom/L)
Gesucht:
pH = 4,65 (ist der da nich immer gleich? )
n(HAc) = 10
n (Ac- ) = 10
c (HAc) = 0,1
c (Ac- )0,1
c (H3 O+ ) = 2,239 * 10-5
das gleiche soll jetzt noch mit V = 110 ml (+10 ml durch die HCL/NaOH)
auch mit c= 0,1 mol/L
das ist bestimmt total simpel wenn man diese Formel kann :rolleyes:
Der pKs-Wert für Essigsäure sollte 4,75 sein.
Bei den Stoffmengen und den Konzentrationen fehlt jeweils die Dimension.
Durch den Zusatz von HCl bzw. NaOH ändert sich nicht nur das Volumen, auch die Stoffmengen und Konzentrationen.
Gruß,
Franz
Winas
19.05.2002, 20:25
@ FK
ja das ist aber doch die Rechnung für die Lösung alleine OHNE den ZUsatz der Säure bzw. Lauge :confused: desahlb doch auch das Volumen von 100ml , nachher ist es ja 110. wie finde ich herraus wie sich da die Werte ändern?
danke für die mühen
MfG
Winas
FK
20.05.2002, 14:36
Wenn Du zu 10 mMol Acetat 1 mMol HCl gibst, dann bleiben 9 mMol Acetat über, 1 mMol wird zu Essigsäure umgesetzt. Damit ist das Verhältnis von Essigsäure zu Acetat in Deiner Pufferlösung nicht mehr 1:1, sondern 1,1:0,9. Bei Zugabe von Natronlauge ist es umgekehrt.
Jetzt kannst Du die zugehörigen pH-Werte ausrechnen und sehen, dass die Änderungen ziemlich gering sind, verglichen mit der Zugabe gleicher Mengen HCl bzw. NaOH zu reinem Wasser.
Womit dann auch die Funktion eines Puffers erklärt wäre.
Gruß,
Franz
Winas
20.05.2002, 20:45
hm...wenn ich die Rechnung bei reinem Wasser nach FK führe kommt da etwas um die 2 raus.(HCL) (genauen habe ich nicht im Kopf) die Anaolge Rechnung mit OH- -Ionen würde doch dann den pOH - wert errehnen und folglich so um die 12 (pH - Wert) als Ergebnis sein? ;)
MfG
Winas
PS
aber danke ich werde mich da morgen mal mit genauer beschäftigen...
FK
20.05.2002, 21:07
Originalnachricht erstellt von Winas
hm...wenn ich die Rechnung bei reinem Wasser nach FK führe kommt da etwas um die 2 raus.(HCL) (genauen habe ich nicht im Kopf) die Anaolge Rechnung mit OH- -Ionen würde doch dann den pOH - wert errehnen und folglich so um die 12 (pH - Wert) als Ergebnis sein? ;)
Kommt hin.
Gruß,
Franz
Winas
21.05.2002, 18:15
ok danke damit dürfte ich die Aufgaben jetzt ordentlich lösen können. hab das soweit auch verstanden.....bie weiteren Fragen werde ich mich melden ;)
MfG
Winas