Ammoniak/HCl Puffer Herstellung

[Finki]

Ich muss für eine Hausübung einen Puffer berechnen, bestehend aus:

- 311 ml Ammoniaklösung mit c=0,1 mol/L
- HCl mit c=9,9 mol/L
- pKB = 4,75, pKs = 14-4,75 = 9,25

Dieser Puffer soll einen pH-Wert von 9 haben.
Gefragt ist das Volumen der benötigten Salzsäure um diesen pH-Wert zu erreichen.
Die Salzsäure protoniert, das NH3 und es entsteht NH4+, also die entsprechende Säure zu NH3.

Mir ist bewusst, dass ich die Henderson-Hasselbalch-Gleichung benötige, mein Ansatz dafür ist einfach mal einzusetzen und zu vereinfachen.

9 = 9,25-log([NH4+]/[NH3])
0,25 = -log([NH4+]/[NH3])
1,778 = [NH4+]/[NH3] da c(NH3)=0,1 mol/L
[NH4+]=0,1778 mol/L

Ab hier komme ich nicht mehr weiter. Kann jedoch sein, dass ich schon Fehler gemacht habe.

Ich habe bereits andere Einträge mit dem gleichen Thema gelesen, werde daraus aber leider nicht schlau.
In diesem Eintrag verstehe ich nicht, wie das Endergebnis zustande kommt:
http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?t=200500


Bin um jede Hilfe dankbar.

[Nobby]

Nein Du musst im log NH₄⁺/NH₃ in (NH₃ + H⁺)/(NH₃ - H⁺) einsetzen und nach H⁺ ausrechnen. Das gleiche wird im den Link auch gemacht.

[Finki]

Also muss ich 10^0,25=NH4+ + H+/NH3 - H+ rechnen und nach H+ auflösen. Aber ich verstehe leider nicht warum und wie ich dann weitermachen muss. In dem Link wird dann ein Verhältnis mit 1,78/(1+1,78) beschrieben. Wie kommt man darauf?

Tut mir leid für die dummen Fragen. Ich möchte es nur gern verstehen.

[Nobby]

Zitat von Finki

Also muss ich 10^0,25=NH4+ + H+/NH3 - H+ rechnen und nach H+ auflösen. Aber ich verstehe leider nicht warum und wie ich dann weitermachen muss. In dem Link wird dann ein Verhältnis mit 1,78/(1+1,78) beschrieben. Wie kommt man darauf?

Tut mir leid für die dummen Fragen. Ich möchte es nur gern verstehen.

Löse doch mal auf.

[Finki]

Nach H+ aufgelöst kommt 0,028013 mol/L heraus.
Ist das dann die Konzentration von HCl in der Endlösung?

[Nobby]

Nein das ist die Konzentration pro liter,
die müssen auf die 311 ml bezogen werden und dann Rückwärts auf die eingeetzte Säure. Wie in dem Link gerechnet.

[Finki]

Ich habe also den für H+ berechneten Wert mal 0,311 gerechnet, um auf die Stoffmenge für 311 ml zu kommen (0,008712043 mol).
Ich verstehe jedoch leider nicht, wie ich das Rückwärts auf die eingesetzte Säure anwenden soll. Ebenso sind mir die Rechenschritte von "Jag" unklar, bezogen auf die 64%.
Zermartere mir seit Stunden darüber den Kopf.

[Nobby]

Du sollst ausrechnen wie viel HCL Du zugeben sollst.Du hast eine Stoffmenge ausgerechnet und eine HCl mit 9,9 mol/l gegeben. Also wie viel ml muss man zugeben.

Das von jag hat einen Fehler, nicht weiter darüber nachdenken.

[Finki]

Also in c=n/v einsetzen mit c=9,9 mol/L und n=[H+]*0,311. Umgeformt auf V=n/c
Als Ergebnis bekomme ich 0,88ml, was mir etwas wenig vorkommt.
Ich habe zur Kontrolle einen online pH-Rechner verwendet mit den Parametern:

Salzsäure + Ammokiak
c(HCL)= 9,9 mol/L
v(HCl)= 0,88 ml

c(NH3)= 0,1 mol/L
v(NH3)= 311 ml

heraus kam für den pH Wert: 9,66, was nicht meiner Angabe entspricht.

pH-Rechner:http://www.kappenberg.com/akminilabor/apps/phrechner.html

Irgendwo muss noch ein Fehler sein. Meine Studienkollegen haben auch Probleme mit diesem Beispiel, und mir ist bis jetzt niemand untergekommen, der es richtig hätte.

[Finki]

Habe es gerade gelöst.

Vielen vielen Dank für die Geduld.

[Nobby]

Schreib mal was hast Du gerechnet.

[Finki]

Werde es später oder morgen hier rein schreiben, da ich gerade noch auf der Uni bin, mag den text Editor auf dem Handy nicht gerne.

[Finki]

Einfach gesagt die HH Gleichung so lange umgeformt bis es "Sinn" gemacht hat. Genauerer rechenweg folgt.

[Finki]

Ich setzte in die Henderson-Hasselbach-Gleichung folgendermaßen ein: pH = pKs - log([NH3]+[H+]/[NH3]-[H+]). NH3 + H+ entspricht der Base und NH3 - H+ entspricht der Säure (Protonen- Akzeptor/Donator).
Keine Werte für NH3 oder H+ einsetzen. Dann auflösen, dass auf einer Seite
"ein Bruch" * NH3 - H+ steht (diese Seite kann als Ausdruck für Säure interpretiert werden (bin ich durch Zufall und probieren drauf gekommen), da ja H+ abgezogen wird (Protonendonator)) auf der anderen Seite steht dann noch "ein Bruch" * NH3 (dieser Ausdruck kann als korrespondierende Base interpretiert werden)
Dann noch den Bruch auf der "Säure" Seite mal der Stoffmenge von NH3 in den 311 ml rechnen und in V=n/c mit c=c(HCl) einsetzen

Es ist am Ende für die Salzsäure (c=9,9 mol/L) 2.01 ml herausgekommen und es war richtig.


Nochmals vielen Dank für die Hilfe.

[Nobby]

Kann man das auch mit Gleichungen darstellen.
Mit"einem Bruch"*NH₃-H⁺ kann keiner was nachvollziehen.