Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 17.01.2010, 22:12   #16   Druckbare Version zeigen
Sandkastenchemikerin  
Mitglied
Beiträge: 13
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Ich bin nicht ganz sicher ob die Frage hierher gehört...

Mein Professor hat folgende Aufgabe gestellt:
Berechnen Sie den pH von a) 3*10^-8 M HNO3 und b) 5*10^-2 M HNO3

Soweit kein Problem, für beide verwende ich die quadratische Lösungsformel, dann wird auch die Wasserautoprotolyse berücksichtigt

Doch dann möchte er:
Sie titrieren die Lösungen a) und b) mit 5*10^-2 M NaOH. Zeichnen Sie die erwartete Titrationskurven

Für Lösung b krieg ich das auch hin. Aber kann man die so stark verdünnte Lösung a überhaupt titrieren? Würde man dann nicht H2O titrieren? Ich hätte gesagt, dass das gar nicht geht...

Ich würde mich sehr über eine Antwort freuen!
Liebe Grüsse
Sandkastenchemikerin ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.01.2010, 22:13   #17   Druckbare Version zeigen
Sandkastenchemikerin  
Mitglied
Beiträge: 13
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Oh, entschuldigung, das erste Mal hab ich die Aufgabe unvollständig abgeschickt! Mein Fehler!
Sandkastenchemikerin ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.01.2010, 22:15   #18   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Themenersteller
Beiträge: 54.227
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Bei extrem verdünnten Lösungen muss man die Autoprotolyse des Wassers berücksichtigen. Eine Titration macht da wenig Sinn.
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.01.2010, 22:20   #19   Druckbare Version zeigen
Sandkastenchemikerin  
Mitglied
Beiträge: 13
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Ok, dann hab ich immerhin richtig überlegt und es ist wohl ne Fangfrage...

Danke!
Sandkastenchemikerin ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.10.2010, 20:19   #20   Druckbare Version zeigen
Alicantha weiblich 
Mitglied
Beiträge: 69
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Zitat:
Zitat von bm Beitrag anzeigen
Näherungsweise exakten Lösung für die 10-8 molare Salzsäure:



Rechenweg ist von Wolfgang. Hierfür vielen Dank.
Ab welcher Verdünnung spricht man in etwa von sehr stark verdünnten Säuren bzw. Basen? Kenne diese Begriffe nur als Aussage an sich, ohne irgendwelche Zahlenwerte.
Alicantha ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.12.2010, 22:34   #21   Druckbare Version zeigen
tmmaster Männlich
Mitglied
Beiträge: 888
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Zitat:
Zitat von nickeloxid Beitrag anzeigen
Warum rechnet man nicht einfach

-log(10-8+10-7)?
man kann das schon als ansatz nehmen, mit der Formel berechnet man die erste Näherung (pH1 <pH real) den pH , aber da die Protonenkonzentration aus der Autoprotolyse ist allgemein nicht 10-7 sondern [H+]* =10-pOH

10-7 kann man als Startwert für eine exakte berechnung benutzen
pH= lim pH n,n-->unendlich)

pH n = -log (10^-(14-pHn-1)+ c(Säure) ) mit pH0=7
tmmaster ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.12.2010, 22:42   #22   Druckbare Version zeigen
tmmaster Männlich
Mitglied
Beiträge: 888
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Zitat:
Zitat von tmmaster Beitrag anzeigen
pH= lim pH n,n-->unendlich)

pH n = -log (10^-(14-pHn-1)+ c(Säure) ) mit pH0=7
Der Vorteil ist man erspart sich das umformen und man kann es leicht mit dem ti standardmodell lösen indem man 7 = eingiebt und dann log (10^-(14-pHn-1)+ c(Säure)--statt pH(n-1) Ans , dann einfach solange auf = drücken bis der wert konstant bleibt
tmmaster ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.12.2010, 22:45   #23   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Themenersteller
Beiträge: 54.227
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Eigentlich geht es hier ums Verstehen, nicht um die Bedienung eines Rechengerätes.
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.09.2011, 13:17   #24   Druckbare Version zeigen
Dschulio  
Mitglied
Beiträge: 29
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

ich versteh nich ganz wo das 4*Kw herkommt... normalerweise ist es doch nur [...]+Kw, oder?
Dschulio ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 03.09.2011, 15:13   #25   Druckbare Version zeigen
wobue Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.675
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Lösung der quadratischen Gleichung mit der a-b-c Formel.
__________________
Wolfgang
wobue ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.03.2012, 12:46   #26   Druckbare Version zeigen
h78 Männlich
Mitglied
Beiträge: 3
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Zurück zur Ausgangsfrage: pH der verdünnten HCl mit 10-8 M.

Diese Aufgabe ist z.B. auch in http://www.aqion.de/items/page/17?page=4 mit einem hydrochemischen Programm gelöst worden. Das Ergebnis (gerundet) ist pH = 6,98. (Der exakte Wert lautet 6,978060.)

Bei dieser extremen Verdünnung haben wir es mit einer "idealen Lösung" zu tun (ohne Aktivitätskorrekturen etc.). Man kann also die Aufgabe getrost mit einem Taschenrechner lösen und erhält ein präzises Ergebnis. Erst bei höheren Konzentrationen kommen Effekte höherer Ordung ins Spiel (die man mit solchen Programmen wie z.B. PhreeqC oder aqion prüfen kann).
h78 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.03.2012, 23:39   #27   Druckbare Version zeigen
h78 Männlich
Mitglied
Beiträge: 3
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Sie haben vollkommen recht, FSK. Jede analytische Lösung ist einer numerischen vorzuziehen (insbesondere im Computer-Zeitalter).

Ich wollte nur daran erinnern, dass die hier verwendeten pH-Formeln (leider) nur für "ideale Wässer" exakt gültig sind. Sobald wir es mit höheren Konzentrationen (Ionenstärken) zu tun haben, kommen Aktivitätskorrekturen ins Spiel, die man - streng genommen - numerisch (bzw. iterativ) handhaben muss.

Der Gültigkeitsbereich der numerischen Modelle ist halt größer. Sie liefern präzise Lösungen sowohl für verdünnte als auch "unverdünnte Wässer". (Betrachten Sie das einfach als Randbemerkung.)
h78 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.05.2012, 11:00   #28   Druckbare Version zeigen
Bossaura  
Mitglied
Beiträge: 1.204
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

"4. Die Ladungsbilanz liefert uns den letzten benötigten Zusammenhang: [H3O+] = [Cl-]+[OH-]"

Den Schritt verstehe ich leider nicht. Kann wer nachhelfen?

Gruß,
Bossaura
__________________
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Bossaura ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.05.2012, 12:02   #29   Druckbare Version zeigen
Gustavus Männlich
Mitglied
Beiträge: 877
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Zitat:
Zitat von Bossaura Beitrag anzeigen
Den Schritt verstehe ich leider nicht. Kann wer nachhelfen?
Das bedeutet einfach, dass in der Lösung gleich viele positive wie negative Elementarladungen vorhanden sein müssen (Ladungsbilanz oder auch Elektroneutralitätsbedingung). Also:

{n(+) = n(-) \\ n(H^+) = n(OH^-) + n(Cl^-) \\ c(H^+) = c(OH^-) + c(Cl^-)}
__________________
Science
If you don't make mistakes, you're doing it wrong.
If you don't correct those mistakes, you're doing it really wrong.
If you can't accept that you're mistaken, you're not doing it at all.
Gustavus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.05.2012, 12:16   #30   Druckbare Version zeigen
Muzmuz  
Mitglied
Beiträge: 5.976
AW: pH-Wert extrem verdünnter Säuren

Hallo,

das Zeug im Becherglas ist in Summe elektrisch neutral.
Das heißt, es müssen genauso viele Kationen wie Anionen geben.
Da das einzige Kation darin H3O+ sein kann und OH- und Cl- die
Anionen sind, muss die Voraussetzung [H3O+] = [OH-] + [Cl-] gelten.

Sämtliche H3O+ können nur aus der Dissoziation von HCl oder H2O entstanden sein, und jene liefern pro [H3O+] genau ein [OH-] bzw [Cl-].

Wenn du also annimmst, dass von den 10^-8 M HCl alle Moleküle dissoziiert sind, kommen von der HCl genau 10^-8 M H3O+.
Der Rest zur Gesamtkonzentration an H3O+ kommt von der Autoprotolyse des Wassers. Dieser Rest entspricht dann auch der Konzentration an OH- im System.

Also:
[H3O+]*[OH-] = 10^-14
[H3O+] = [OH-]+[Cl-], wobei [Cl-] = 10^-8 sein muss, da sämtliche HCl dissoziiert ist
analog ginge hier [H3O+]gesamt = [H3O+]von Salzsäure + [H3O+]von Wasser,
wobei [H3O+]vonSalzsäure = [Cl-] und [H3O+]vonWasser = [OH-]

Ergo 2 Unbekannte, 2 linear unabhängige Gleichungen ---> lösbar !

lg,
Muzmuz
Muzmuz ist offline   Mit Zitat antworten
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