Verdünnung/ph-Wert

[nobody]

Hallo allen, die noch wach sind!

Habe nochmal eine Frage...kann mir jemand beim Lösungsansatz helfen...es geht um folgendes: Wie berechne ich einen ph-wert nachdem die jeweilige Säure mit einigen ml Wasser verdünnt wird? Mir wird nicht klar, wie ich das Wasser (hier 7 ml) in die ph Berechnung miteinbeziehen kann. Ist noch jemand da, der eine Antwort weiß?

Gruß, Alice

[buba]

"20 ml einer einmolaren HCl-Lösung werden auf 100 ml aufgefüllt. Wie ändert sich der pH-Wert" - sowas meinst du?

[Harasser]

Da kann ich dir helfen.
Zunächst einmal beträgt das Ionenprodukt des Wassers ja Kw =10-14 mol2 *L-2 .
Daher sind in einem Liter Wasser 10-7 mol H3 O+ - Ionen vorhanden. Wenn du dann 10-7 *0.007 nimmst, dann hast du die Menge Hydronium-Ionen die in 7 ml Wasser vorhanden sind.

P.S. Bei vielen Lehrern ist sind ja solche Aufgaben wie: Welchen ph-Wert hat Salzsäure mit einer Konzentration von 0.8 mol/L

[buba]

Ich würde sagen: Stoffmenge der H+/H3O+ Ionen in der sauren Lösung berechnen (n = c·V), durch das neue Gesamtvolumen dividieren und den negativen dekadischen Logarithmus berechnen.

[nobody]

so ähnlich...wir haben bei 0,1 mol/l HCL und HAC die ph Werte gemessen und berechnet. Selbiges ist nun zu tun bei der Zugabe von 7 ml Wasser. Die Menge der Säure war 1 ml.

oh je....es ist spät und meine Formulierungen sind nicht mehr die besten...entschuldige.

[nobody]

Ihr seid alle schneller als ich! Vielen Dank für Eure Hilfe! Aber über den negativen log kann ich doch nur bei starken Säuren gehen ansonsten doch über MWG, oder? Wenn ich so vorgehe, ändert sich die starke säure mehr als die schwache. Ist das o.k? Wenn ja, warum?

[buba]

0,1 mol/l HCl = 0,1 mol/l H+ (starke Säure, vollständig dissoziiert)
1 ml · 0,1 mol/l = 0,0001 mol

0,0001 mol / 0,008 l = 0,0125 mol/l

- log 0,0125 = 1,9

Bei so "hohen" Konzentrationen spielen die 10-7 mol/l vom Wasser keine Rolle.

[nobody]

Vielen Dank für die nächtliche Unterstützung! Kann ich bei der Essigsäure genauso vorgehen, wenn von dissoziation=0 ausgegangen wird?

[Harasser]

Mit Essigsäure ist das schon wieder was anderes. Da dies eine schwache Säure ist musst du dort den pKs - Wert (4.65 bei Essigsäure) beachten.

Dafür berechnet sich die Konzentration nach der Kurzformel ohne MWG so:
pH = 0.5*(pKs - lg c(HAc))

[buba]

Dissoziation=0? Das wäre aber schlecht.

Wenn ein KS-Wert angegeben ist, kannst du die Formel c(H+) = (KS·c(Säure))1/2 verwenden.

[nobody]

Leider ist kein Ks Wert angegeben. Ich dachte man geht bei starken Säuren von vollständiger und bei schwachen Säuren von keiner Dissoziation aus? Sieht so aus, als sei ich auf dem Holzweg. Übrigens...was ist c? Ich habe erst 2 Wochen Chemiepraktikum hinter mir...tschuldigung

[buba]

n = Stoffmenge (mol)
V = Volumen (l)
c = n/V = Konzentration (mol/l)
Starke Säuren sind in wässriger Lösung vollständig, schwache Säuren nur teilweise dissoziiert. Wenn sie überhaupt nicht dissoziiert wären, hätten sie auch keinen sauren pH-Wert. Der Grad der Dissoziation wird mit dem KS- bzw. KB-Wert (bei Basen) angegeben (Herleitung aus dem MWG).

[nobody]

Ihr seid echt klasse!! Langsam fange ich an zu verstehen....Aber es ist nun bereits so spät geworden, dass ich wohl lieber morgen mit meinen Berechnungen fürs chemieseminar weitermache. Gute Nacht und vielen, vielen Dank nochmal!

[FK]

Guten Morgen!

Genau über dieses Thema haben wir uns in diesem Thread (http://www.studenten-city.de/forum/showthread.php?threadid=6156) ziemlich ausführlich unterhalten incl. Berechnungsbeispielen.

Wenn Du pKs-Werte brauchst, die stehen hier (http://www.studenten-city.de/forum/showthread.php?threadid=2969) als Excel-Tabelle zum Download bereit.

Der pKs-Wert für Essigsäure beträgt 4,75 oder 4,76, je nach Literatur. 4,65 ist jedenfalls ein bisschen zu hoch.

Gruß,
Franz

[nobody]

Hallo Franz!

Bin schon dabei, mich durch das gesamte Forum durchzuklicken, es sieht so aus, dass man mit Hilfe eures Forums sogar das Chemiepraktikium bestehen kann. Werde mich jetzt weiteren Berechungen widmen.

Vielen Dank für die Hilfe

Gruß

ALICE

[upsidedown]

Originalnachricht erstellt von Slowfox
Bin schon dabei, mich durch das gesamte Forum durchzuklicken...

Durch das gesamte Forum :eek:

Na, da hast du dir ja was vorgenommen ;)

Aber auch von mir viel Glück (und vielleicht sogar ein bischen Spass) bei deinem Chemiepraktikum :)

Gruß,
UpsideDown

[nobody]

Du wirst lachen, aber es macht sogar Spaß, sich mit der Materie zu beschäftigen. Wenn man nur nicht davon ausgehen würde, dass die Studis direkt vom Chemie Leistungskurs darein kommen würden! Habe inzwischen doch auch tatsächlich sämtliche unverdünnten und verdünnten ph werte berechnet. Sieht sogar ganz gut aus. Woran liegt es eigentlich, dass starke Säuren bei gleicher Verdünnung eine höhere ph-wert Änderung aufweisen als schwache? Ist das auf den Dissoziationsgrad zurückzuführen?

Gruss, Alice

[upsidedown]

Warum sollte ich lachen? Ist doch schön wenns nicht in Frust umschlägt :yes:

Woran liegt es eigentlich, dass starke Säuren bei gleicher Verdünnung eine höhere ph-wert Änderung aufweisen als schwache? Ist das auf den Dissoziationsgrad zurückzuführen?

Ganz genau. Der Dissoziationsgrad sagt doch gerade aus, wieviel du von deiner Säure in H+ "ummünzt". Und der pH-Wert ist ja nichts anderes als ein Maß dafür, wieviel H+ da halt so drin rumschwimmen.

Gruß,
UpsideDown

[nobody]

Na, dieses Forum schickt doch der Himmel! Bin echt froh, Euch gefunden zu haben. Habe nämlich das Problem, dass ich mit anderen Studis kaum ausstauschen kann, da ich 100 km zur Uni fahren muss!

Habe aber nun doch noch eine Lücke....Du sagst, "wieviele H's da so drin rumschwimmen" Aber z.B. HCL hat doch nur 1 H zum abgeben.

[upsidedown]

Das geht nicht um das einzelne H+ :no:

Das geht um die ganze riesengrosse Menge an HCl, die da so drin sind.

Sagen wir mal, du hast 1 Liter einer 1 molaren Lösung HCl. Das heisst da sind 6,023*1023 Teilchen HCl drin. Sagen wir mal du hast einen Dissoziationsgrad von 98 % (keine Ahnung hab ich jetzt nicht nachgerechnet und is auch egal). Das heisst dann das 98% von diesen 6,023*1023 Teilchen HCl als H+ und Cl- vorliegen und die restlichen 2% "nichtdissoziiert" als richtige HCl-Moleküle.

Und bei starken Säuren sagt man dann einfach 98% <font class="serif">≈</font> 100%. Deswegen setzt du in die Formel oben einfach die Gesamtkonzentration ein.

Wirds langsam klarer?

Gruß,
UpsideDown

[nobody]

Jetzt ist es angekommen! Ich werde doch nicht am Ende noch etwas verstehen?! Vielen, vielen Dank!

[FK]

Und dass starke Säuren beim Verdünnen stärker im pH-Wert ansteigen als schwache, liegt daran, dass schwache Säuren beim Verdünnen nachdissoziieren (Massenwirkungsgesetz!). Starke Säuren sind schon weitgehend dissoziiert und haben nichts mehr "nach zu legen".

Gruß,
Franz

[upsidedown]

Meinst du wirklich, das SlowFox diese Effekte beim Nachverdünnen meinte? Das andere war jedenfalls erstmal wichtiger ;)

Gruß,
UpsideDown

[FK]

Originalnachricht erstellt von upsidedown
Meinst du wirklich, das SlowFox diese Effekte beim Nachverdünnen meinte?

Uups, konnte man es denn anders verstehen?

Gruß,
Franz

[upsidedown]

Ich hatte das so verstanden, das sie wissen wollte, warum starke Säuren bei gleicher Konzentration (="Verdünnung") einen stärker säuren pH-Wert haben.

Gruß,
UpsideDown

[nobody]

Oh, Oh...ich hoffe ich habe nicht für allzuviel Verwirrung gesorgt...es ging mir tatsächlich um den überproportionalen Anstieg des ph-wertes bei der Verdünnung von starken Säuren mit H2O im Vergleich zum relativ geringen Anstieg des ph-wertes bei schwachen säuren, die mit der gleichen menge H2O verdünnt wurden.

[upsidedown]

Macht doch überhaupt nichts.

ist Franz Antwort denn klar, oder sollen wir da noch mal nachhaken?

Gruß,
UpsideDown

[nobody]

Grundsätzlich ist mir der Dissoziationsprozess jetzt klar. Allerdings ist mir nicht klar wann denn nun jene schwächelnde Säure nachdissoziiert bzw. warum? Ich dachte, dass schwache Säuren zu einem großen Teil undissoziiert vorliegen. Für jemanden wie mich hört sich das so an, dass nicht nur eine relativ geringe Dissoziation erfolgt sondern dass diese sich auch noch auf einen Zeitraum x beziehen müßte....d.h. irgendwann überlegt sich Mr. schwache Säure dann doch noch zu dissoziieren? Ich halt's nicht aus!

Liebe Gruesse, Alice

[upsidedown]

Originalnachricht erstellt von Slowfox
Ich halt's nicht aus!

Ganz ruhig, wir sind ja da - und es ist ein Gerücht, das Stress den Lernerfolg verbessert ;)

Also: Das mit dem Verdünnen hat prinzipiell erstmal nichts mit der Zeit zu tun. Ist dir das Massenwirkungsgesetz (MWG) überhaupt ein Begriff (und wenn ja, auch was das mit Säuren/Basen zu tun hat)? Wenn Nein, dann müssen wir nämlich erstmal etwas weiter ausholen.

Gruß,
UpsideDown

[nobody]

das MWG ist mir insofern ein Begriff, dass ich es zum berechnen schwacher Säuren/Basen verwenden muß.

[upsidedown]

Oje - also doch ganz von vorne anfangen. Das ist aber so eminent wichtig, die Zeit isses allemal wert.

Du hast eine Gleichgewichtsreaktion. Meinetwegen A + B <font class="serif">&harr;</font> C + D

A,B,C und D sind irgendwelche Chemikalien. Das <font class="serif">&harr;</font> bedeutet, das die Reaktion nicht vollständig abläuft, sondern sich "unterwegs" ein Gleichgewicht einstellt. Warum? Weil in so einem Fall die Reaktion in beide Richtungen ablaufen kann. Ich könnte also für das oben auch schreiben:

A + B -> C + D (1)
C + D -> A + B (2)

Aber Chemiker sind halt schreibfaul und fassen das mit so einem Doppelpfeil zusammen. Gleichgewicht heisst hier aber nicht etwa, das nichts passiert, sondern das (1) und (2) gleich schnell sind. Es passiert also blos netto nichts. (dynamisches Gleichgewicht nennt man sowas)

Man kann dafür herleiten (lass ich jetzt aber), das für so etwas gilt:


[C]*[D]
K = -------
[A]*[B]


wobei [A],[B]... die Konzentrationen der Chemikalien A,B... sind und K, die Gleichgewichtskonstante, eine feste Zahl ist.

generell stehen oben auf dem Bruchstrich die Konzentrationen der Produkte, unter dem Bruchstrich die Konzentrationen der Edukte(=Ausgangsstoffe)

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Kurze Pause, durchatmen ;)
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Was hat das mit Säuren und Basen zu tun? Das sind halt solche Reaktionen. Konkret würde das bei z.B. der Essigsäure dann heissen:

HAc <font class="serif">&harr;</font> H+ + Ac-


[H+]*[Ac-]
Ks = ----------
[HAc]


Verinnerlicht?

Und jetzt (endlich) kommt der Knackpunkt mit dem Verdünnen:
Nun kipp ich da einfach nochmal Wasser rein (meinetwegen nochmal soviel wie schon drin ist). Dadurch halbieren sich alle Konzentrationen.

Damit habe ich auf der rechten Seite stehen:


0.5 * [H+]* 0.5 [Ac-]
----------
0.5 * [HAc]


einmal 0.5 kann ich kürzen, aber eines bleibt. Damit ist der Term nicht mehr Ks, sondern nur noch halb so gross. Das Ganze will aber wieder ins Gleichgewicht. Wie macht es das? Indem von der nichtdissoziierten Essigsäure etwas mehr dissoziiert. Dadurch wird der Nenner kleiner und der Zähler grösser. Und das ganze geht solange, bis der Bruch wieder gleich Ks ist. (Bei Säuren und Basen geht das ziemlich schnell)

Das ist jetzt erstmal der Grund, warum Säuren/Basen beim Verdünnen stärker dissoziieren.

Und jetzt müssen wir mal starke und schwache Säuren vergleichen:

Eine starke Säure war vorher schon fast vollständig dissoziiert - da kann nicht mehr viel zusätzlich dissoziieren. (Das oben Gsagte gilt trotzdem, aber der Effekt ist sehr gering).

Bei einer schwachen Säure sieht das ganz anders aus: Da liegt ein recht grosser Anteil der Säure nicht-dissoziiert vor. Und da wir hier auch ganz andere Werte für Ks haben ergiebt sich hier auch ein viel größerer Effekt.

Ich hoffe, ich habe dich jetzt nicht allzusehr erschlagen.

Gruß,
UpsideDown

[nobody]

Du bist echt der Wahnsinn! Offensichtlich ist es ja doch möglich, Chemie in Worte zu fassen die auch der Nicht-Chemiker verstehen kann! Unterrichtest Du irgendwo? Jetzt drucke ich mir die Geschichte erst mal aus und gehe ein bischen üben. Habe nämlich den Eindruck...auch das muss sein, damit man die ganze Chemie irgendwie absorbieren kann. Vielen, vielen, vielen Dank!

Liebe Grüsse, Alice