Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
Buchtipp
Anorganische Chemie
D.F. Shriver, P.W. Atkins, C.H. Langford
72.90 €

Buchcover

Anzeige
Stichwortwolke
forum

Zurück   ChemieOnline Forum > Naturwissenschaften > Chemie > Allgemeine Chemie > Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen

Hinweise

Anzeige

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
Alt 05.05.2019, 22:16   #1   Druckbare Version zeigen
thuhaayuu weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 5
pH-Wert Berechnung Puffer

Hallo! Ich hoffe, ihr könnt mir helfen.

Komme bei dieser Aufgabe nicht weiter:

Sie mischen 0,1 M Ammoniumchloridlösung mit 0,02 M NaOH-Lösung zu einem Liter. Sie messen einen pH-Wert von 9,0. Welche Volumen haben Sie gemischt?
pKs (Ammonium) = 9,2



Ich hab die Puffergleichung aufgestellt und pH und pKs eingesetzt und theoretisch müsste ich die Formel ja umstellen, um auf das Verhältnis von NH3 und NH4+ zu kommen oder? Ich weiß dann, aber nicht, wie ich auf das Volumen rückschließen kann :/
thuhaayuu ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.05.2019, 13:26   #2   Druckbare Version zeigen
HpsiEpsi  
Mitglied
Beiträge: 24
AW: pH-Wert Berechnung Puffer

Auch wenn es der Praxis der Pufferherstellung nicht entspricht, gehe ich davon aus, dass bei diesem Rechenexempel davon ausgegangen werden soll, dass die Volumina an Säure (V_S) und Base (V_B) sich zu einem Liter (= V_P) ergänzen.

Über die Henderson-Hasselbalch-Gleichung erhältst du das Verhältnis der Stoffmengen von Säure und Base, für dieses muss daneben gelten:

{\frac{n_B}{n_S}=\frac{c_BV_B}{c_SV_S}=\frac{c_B(V_P-V_S)}{c_SV_S}}

und nun auflösen nach V_S
HpsiEpsi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.05.2019, 13:40   #3   Druckbare Version zeigen
thuhaayuu weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 5
AW: pH-Wert Berechnung Puffer

Aber dann hab ich ja zwei Unbekannte in der Gleichung. Wie kann ich denn da auf das Volumen kommen?
thuhaayuu ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.05.2019, 13:46   #4   Druckbare Version zeigen
HpsiEpsi  
Mitglied
Beiträge: 24
AW: pH-Wert Berechnung Puffer

Sorry, mir ist da ein Fehler unterlaufen. Die Stoffmenge der Säure ändert sich natürlich beim Zusammengeben. Ich denke bei Gelegenheit nochmal darüber nach.
HpsiEpsi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.05.2019, 14:04   #5   Druckbare Version zeigen
HpsiEpsi  
Mitglied
Beiträge: 24
AW: pH-Wert Berechnung Puffer

Also nochmal:

Du startest mit der Stoffmenge cS*VS an Ammonium, dazu gibst du die Stoffmenge cB*VB an NaOH. Dadurch hast du im Gleichgewicht die Stoffmenge cB*VB an NH3 und cS*VS - cB*VB an Ammonium.

Und damit:

{\frac{n_B}{n_S}=\frac{c_BV_B}{c_SV_S-c_BV_B}}

Wenn du jetzt VB ersetzt durch VP-VS behältst du VS als einzige Unbekannte übrig, denn das Verhältnis nB/nS erhältst du über die Henderson-Hasselbalch-Gleichung (nB/nS = 10^pH-pKS)
HpsiEpsi ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige
Alt 09.05.2019, 11:36   #6   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.255
AW: pH-Wert Berechnung Puffer

Zitat:
(...)
cS*VS an Ammonium, dazu gibst du die Stoffmenge cB*VB an NaOH
(...)
ich glaub net dass aus deinem vorschlag was wird, denn du kennst die beiden betreffenden volumuina ( die du ja grad berechnen willst) doch garnet


zielfuehrend waere m.a.n. hingegen:

aus HH das verhaeltnis NH4+/NH3 berechnen

{9 \ = \ 9,25 \  - \ log_{10}  \left( \frac {n(NH_4^+)}{n(NH_3)} \right)  = \ 9,25 \  - \ log_{10}  \left( \frac {n_0(NH_4^+) \ - \ n_0(NaOH)}{n_0(NaOH)} \right)}

{\to}

{10^{0.25} \ \approx \ 1,778 = \frac {n_0(NH_4^+) \ - \ n_0(NaOH)}{n_0(NaOH)}}

... und dahinter steckt dann eine gleichung mit 2 unbekannten (V0(NaOH) , V0(NH4+) ) , wenn man "n0" mit n = V*c substituiert:

{\to  \ \ 1,778 \ = \ \frac {c_0(NH_4^+)* V_0(NH_4^+) \ - \ c_0(NaOH) * V_0(NaOH)}{c_0(NaOH) * V_0(NaOH)}}

soderle, und nun ist nurnoch die weitere nebenbedingung

V0(NaOH) + V0(NH4+) = 1 L {\leftrightarrow} V0(NaOH) = 1 L - V0(NH4+)

oder aber wahlweise / gleichwertig auch


V0(NaOH) + V0(NH4+) = 1 L
{\leftrightarrow} V0(NH4+) = 1 L - V0(NaOH)

mit einzupflegen, und schon faellt das ganze problem in eine loesbare gleichng. mit nur einer noch unbekannten zusammen


gruss

Ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.05.2019, 21:31   #7   Druckbare Version zeigen
HpsiEpsi  
Mitglied
Beiträge: 24
AW: pH-Wert Berechnung Puffer

Zitat:
Zitat von magician4 Beitrag anzeigen
ich glaub net dass aus deinem vorschlag was wird, denn du kennst die beiden betreffenden volumuina ( die du ja grad berechnen willst) doch garnet
lel, genau. Daher schlug ich der TES vor, sie möge dann das unbekannte VB ersetzen durch VP-VS und die Gleichung nach der letzten Unbekannten VS auflösen, also dasselbe, was du auch vorgeschlagen hast, nur mit anderen Symbolen (mein VS heißt bei dir V0(NH4+) usw.). Sollte sonst noch jemand meinen, mein Ansatz hätte zu viele Unbkannte, dem sei es hier einmal zu Ende notiert:

Mit {Q:=10^{(pH-pK_S)}=\frac{n_B}{n_S}} folgt:

{Q = \frac{c_BV_B}{c_SV_S-c_BV_B} =\frac{c_B(V_P-V_S)}{c_SV_S-c_B(V_P-V_S)}}

Umgestellt und eingesetzt:

{V_S = \frac{c_BV_P(1+Q)}{Q(c_S+c_B)+c_B} = 0,341 \ L}
HpsiEpsi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.05.2019, 15:25   #8   Druckbare Version zeigen
HpsiEpsi  
Mitglied
Beiträge: 24
AW: pH-Wert Berechnung Puffer

Auch wenn wohl nicht mehr gefragt, hier noch ein hübscher alternativer Lösungsweg unter Verwendung des Dissoziationsgrades {\alpha} ohne Henderson-Hasselbalch-Gleichung. Ausgehend von der Ladungsbilanz

{c(H^+)+c(NH_4^+)+c(Na^+)=c(OH^-)+c(Cl^-)}

erhält man mit {\Delta=c(H^+)-c(OH^-)}

{\Delta +\frac{\left ( 1-\alpha  \right )c_SV_S}{V_P}+\frac{c_BV_B}{V_P}=\frac{c_SV_S}{V_P} }

{\Delta \cdot V_P+c_BV_B=\alpha c_SV_S}

{\Delta \cdot V_P+c_BV_B=\alpha c_S\left ( V_P-V_B \right ) }

{V_B=V_P\cdot \frac{\alpha c_S-\Delta }{\alpha c_S+c_B} }

Und mit {\ \alpha c_S > > \Delta \ } näherungsweise

{V_B\approx V_P\cdot \frac{\alpha c_S}{\alpha c_S+c_B} = V_P\cdot \frac{1}{1+\frac{c_B}{\alpha c_S}}}
HpsiEpsi ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige


Antwort

Stichworte
ph berechnung puffer

Themen-Optionen
Ansicht

Gehe zu

Ähnliche Themen
Thema Autor Forum Antworten Letzter Beitrag
Berechnung pH-Wert und Puffer Printe Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen 1 13.03.2013 19:16
PH Wert Berechnung Puffer miazaubermaus Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen 3 25.11.2012 15:29
pH-Wert Berechnung Puffer Martin Boell Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen 7 12.12.2009 21:47
pH-Wert Berechnung im NH3-Puffer Finster91 Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen 8 08.06.2008 20:30
Puffer, pH-Wert Berechnung ehemaliges Mitglied Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen 10 16.11.2004 17:39


Alle Zeitangaben in WEZ +2. Es ist jetzt 22:43 Uhr.



Anzeige