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 13.04.2018, 00:16   #1   Druckbare Version zeigen
lili14  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 30
Barbitursäure: PH ,Wie viel Prozent der Säure liegen deprotoniert vor?

Hallo kann mir Bitte jemand helfen und sagen ob meine Lösung richtig ist ^^ Danke im Voraus ^^

Barbitursäure wird gelöst. (pKs=3,98)
a)Welche Gleichgewichte spielen hierbei eine Rolle? Geben Sie hierfür auch die dazugehörenden Konstanten an.
b)c(Barbitursäure)=5*10^-3 Berechnen Sie den pH-Wert der Lösung.
c)Barbitursäure wird in einem Puffer von pH=4,5 gelöst. Wie viel Prozent der Säure liegen deprotoniert vor?

meine Lösung :
A) C4H4N2O3 + H2O <=> C4H3N2O3 + (H3O+)
KS = [C4H3N2O3] * [H3O] / [C4H4N2O3]
2 H2O<=> (OH-) + (H3O+)
KW= [OH-] * [H3O+]
B)
-1,74 <(pKs=3,98)< 4,5 dh Barbitursäure ist eine starke säure .
[H3O+] = (-KS/2) + WURZEL((KS²/4)+KS*C0)
= [-10^(-3,98) /2]+ Wurzel [(10^(-3,98*2)/4 ) + (10^(-3,98) * 5*10^(-3) )]
=0,000673 mol/l
PH = -log c(H3O+) = 3,1719

C)

pH = pka + log(konjugierte Base/konjugierte Säure)
4,5= 3,98 + log (x/(1-x))
0,52 = log (x/(1-x))
10^(0,52) = (x/(1-x))
X= 3,3113 – 3,3113 x
4,3113x = 3,3113
X= 3,3113/4,3113 = 0,7680 => ca 76,80% liegen noch deprotoniert vor (76,80 % als Säure )
lili14 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.04.2018, 07:01   #2   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.107
AW: Barbitursäure: PH ,Wie viel Prozent der Säure liegen deprotoniert vor?

Bis auf die Aussage "... ist eine starke Säure" - ich würde zu mittelstark tendieren - sind die Berechnungen soweit ok. Für B kann man auch pH = 1/2(pK - log c) nehmen.

Gruß

jag
__________________
Die Lösung auf alle Fragen ist "42".
Aus gegebenem Anlass: Alle Rechnungen überprüfen, da keine Gewähr. - Fragen bitte im Forum stellen.
jag ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.04.2018, 08:38   #3   Druckbare Version zeigen
lili14  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 30
AW: Barbitursäure: PH ,Wie viel Prozent der Säure liegen deprotoniert vor?

@Jag : Vielen lieben Dank für deine Antwort ^^
lili14 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.04.2018, 20:32   #4   Druckbare Version zeigen
lili14  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 30
AW: Barbitursäure: PH ,Wie viel Prozent der Säure liegen deprotoniert vor?

@Jag :
Ich habe nun ne kleine Frage und zwar : gelten die beide formeln für alle Protolyte (außer die, die extrem schwach sind )?

c(H+) = (-Ks/2) + WURZEL((Ks²/4)+Ks*c0(HA))
c(OH-) = (-Kb/2) + WURZEL((Kb²/4)+Kb*c0(B))

gilt die Formel c(H+)= WURZEL[Ks*c0(HA)] nur für Protolyte mit 4 <pk< 10 sonst muss man die erste Formel verwenden ?

Danke im Voraus ^^

in der Vorlesung haben wir das gelernt :

pH für sehr starke Protolyte (pK < 0):
Bsp: HCl + H2O ⇀ Cl- + H3O+
pH = - log c(H+)
pH = - log c0(HCl)
Bei 6 < pH < 8 muss die Autoprotolyse zusätzlich berücksichtigt werden!
Bsp: Ba(OH)2 ⇀ 2 OH- + Ba2+
pOH = - log [2 · c0(Ba(OH)2]
pH = 14 - pOH

▪ pH-Wert starker und schwacher Protolyte (0 < pK < 10):
Säure: HA + H2O ⇌ A- + H3O+
Ks = c²(H+)/[c0(HA)-c(H+)] (nur wenn die Autoprotolyse vernachlässigt werden darf!)
c(H+) = (-Ks/2) + WURZEL((Ks²/4)+Ks*c0(HA)) (gilt auch für pKs < 0)


Base: B + H2O ⇌ BH+ + OH- (Autoprotolyse vernachlässigt; pH > 8)
c(OH-) = (-Kb/2) + WURZEL((Kb²/4)+Kb*c0(B)) (gilt auch für pKb < 0)
c(H+) = KW : c(OH-)

▪ pH schwacher Protolyte ( 4 < pK < 10):
Säure: HA + H2O ⇌ A- + H3O+ (keine Autoprotolyse)
hier: c(HA) ≈ c0(HA) [c(HA) < c0(HA)]
Ks = c²(H+)/c0(HA)
c(H+)= WURZEL[Ks*c0(HA)]
pH = 0,5 · [pKS - log10 c0(HA)]
pH = 0,5 · pKS - 0,5 · log10 c0(HA)
Base:
▪ pH für extrem schwache Protolyte mit pK > 14:
Quasi-Nivellierung: c(H+) ≈ 10^(-7) mol/L
pH = 7 pH ≠ f(c0)
lili14 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 14.04.2018, 07:24   #5   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.107
AW: Barbitursäure: PH ,Wie viel Prozent der Säure liegen deprotoniert vor?

Für welche pK-Bereiche die jeweiligen Formeln gelten, wird unterschiedlich definiert. Je nach K (alle Formeln werden ja aus dem MWG entwickelt) ist z.B. die Gl. pK = 1/2... und pH = K/2 + ... im Ergebnis fast identisch, wobei die zweite universeller anwendbar ist.

Soweit Bereiche vorgegeben werden, sollte man diese wie gewünscht anwenden (auch wenn man das möglicherweise anders sehen könnte).

Ganz genau geht es in vielen Fällen eh nur mit Betrachtung von (anderen) Protolysegleichgewichten und nach Konzentration; dazu gibt es hier im Forum einige schöne Berechnjungen (die aber auf die Lösungung von Gleichungen höherer Ordnung hinauslaufen, was zumindest in Klausuren schwierig ist und zudem - im Vergleich zu den Näherungsgleichungen - meist nur marginale Veränderung der pH-Werte zeigt). Zum Abschätzen der pH reichen die pi*Daumen-Formeln problemlos aus.

Gruß

jag
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jag ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.04.2018, 08:23   #6   Druckbare Version zeigen
lili14  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 30
AW: Barbitursäure: PH ,Wie viel Prozent der Säure liegen deprotoniert vor?

Danke schön für deine Antwort
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Stichworte
barbitursäure, deprotoniert, prozent, säure

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