Analytik: Quali. und Quant. Analyse
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Analytik: Quali. und Quant. Analyse Nasschemische Nachweise (z.B. Trennungsgang) und Gehaltsbestimmungen per Titration, Gravimetrie, Konduktometrie, etc.

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Alt 14.05.2019, 10:31   #1   Druckbare Version zeigen
Koksman1994  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 2
pH Einstellung schwefelsaurer Lsg. mit NaCH3COOH

Folgendes Problem:

In eine Badewann mit 70 l Wasser ist eine Flasche mit 100 ml 2 M Schwefelsäure gefallen und hat sich mit dem Badewasser vermischt.

1) pH Berechnen:

{n(H_2SO_4)=0,1 l * 2 mol * l^{-1} =0,2 mol}
{n(H_3O^{+}) = 2 * n(H_2SO_4) = 0,4 mol}
{c(H_3O^{+}) = 0,4 mol / 70,1 l = 5,71 * 10^{-3} mol/l }

{pH = - log(5,71*10^{-3}) = 2,24}

Dieses Ergebnis ist laut Lösungen richtig.

2) Wie viel Gramm Natriumacetat-Trihydrat müssen zugegeben werden, damit der pH-Wert wieder dem der gesunden Haut (5,5) entspricht. pKS (Essigsäure) = 4,75

Es folgt mein Ansatz:
Die vorhandene Säure setzt die Essigsäure quantitativ aus ihrem Salz frei:

{CH_3COO^{-} + H_3O^{+} \rightleftharpoons CH_3COOH + H_2O }

Einsetzen in de Hendersen-Hasselbalch-Gleichung:

{pH = pks - log (c(HAC)/c(AC^{-}))}

{5,5 = 4,75 - log (c(0,4mol/70,1L)/(c(AC^{-})-0,4mol/70,1L))}

{c(AC^{-}) = 0,03779 mol/l }
{n(AC^{-}) = c(AC^{-})*70,1 l = 2,6491 mol }

{Molmasse Natriumacetat Trihydrat: 136.08 g/mol}

{m(AC^{-1})= n * M = 360,49 g}

Laut Lösung ist allerdings 340,2 g richtig. Wenn jemand meinen Fehler finden würde, wäre mir das eine große Hilfe.

Gruß
Koksman1994
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Alt 14.05.2019, 11:22   #2   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.148
AW: pH Einstellung schwefelsaurer Lsg. mit NaCH3COOH

In Teil 1 ist ein dicker Bock drin. Sowohl von Dir, als auch bei der Musterlösung: Die Schwefelsäure ist nicht vollständig dissoziiert. Der pKs der zweiten Dissoziationsstufe liegt bei 1,92. Das vergessen Lehrer offensichtlich regelmäßig.

Deinen Teil 2 kann ich nachvollziehen. Je nachdem, wie bei der Musterlösung in den Zwischenschritten gerundet wurde, kann das Ergebnis auch herauskommen. Deines finde ich aber auch OK. Nur die Genauigkeit der Ergebnisse ist in beiden Fällen nicht der Renner.

Als Beispiel kannst Du ja mal Deinen Rechenweg mit einem pH-Zielwert von 5,45 oder einem pKs der Essigsäure von 4,754 ausrechnen.
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Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

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Alt 14.05.2019, 11:50   #3   Druckbare Version zeigen
Koksman1994  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 2
AW: pH Einstellung schwefelsaurer Lsg. mit NaCH3COOH

Danke für die Antwort!

Zu Teil 1) Ich habe mal etwas recherchiert und anscheinend ist die Abweichung nicht allzu groß durch den nicht quantitativen zweiten Protolyseschritt. Werde die Dozenten da nochmal nach fragen.

Zu Teil 2) Schon mal gut, dass du meine Rechnung nachvollziehen kannst. Mit einem etwas genaueren pKs komme ich auch auf 354g ... Ich denke hier liegt dann die Differenz wirklich darin, welche Werte für pH und pKs eingesetzt wurden und wie gerundet wurde.

Gruß
Koksman1994 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.05.2019, 17:20   #4   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.148
AW: pH Einstellung schwefelsaurer Lsg. mit NaCH3COOH

Das ist kein genauerer pKs sondern ein Rechenbeispiel, wie groß die Abweichungen sind, wenn man eine (fiktive) Stelle mehr rechnet.

Deswegen ist eine Angabe von 2 Stellen hinter dem Komma beim Endergebnis relativ sinnbefreit.

Genauso kann auch eine Rundung dazu beitragen, dass man merkliche Unterschiede im Ergebnis hat.

Die Abweichung aufgrund der nicht vollständigen Dissozitaion ist übrigens so groß, dass man sie definitiv nicht vernachlässigen sollte.
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