Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 19.05.2018, 12:54   #1   Druckbare Version zeigen
mogli_1991 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 81
pH-Wert berechnen + Reaktionsgleichungen

Hallo, ich habe Probleme beim Lösen folgender Aufgabe, vor allem beim Aufstellen der Reaktionsgleichungen (nach welcher Gleichung ist jeweils gefragt?). Kann mir jemand helfen?

Aufgabe: Welchen pH-Wert haben die folgenden Lösungen? Geben Sie dazu Reaktionsgleichungen an.

a) 0,3 M HBr-Lösung
b) 0,2 M Na3PO4-Lösung
c) 0,1 M NH4Cl-Lösung
d) eine Lösung aus 20 mL 0,1 M HNO2 und 15 mL 0,1 M NaOH

pKB (NH3) = 4,75
pKS (HNO2) = 3,5
pKS (H3PO4) = 1,92; 7,12; 12,32

Geändert von mogli_1991 (19.05.2018 um 13:05 Uhr)
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Alt 19.05.2018, 12:58   #2   Druckbare Version zeigen
mogli_1991 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 81
AW: pH-Wert berechnen + Reaktionsgleichungen

mein Vorschlag zu a):

da es sich um eine Bromwasserstoff-Lösung handeln soll, vermute ich, dass Bromwasserstoff in Wasser in Lösung gehen soll...

Bromwasserstoff in Wasser gibt Bromwasserstoffsäure (stark sauer, dissoziiert fast vollständig)

HBr + H2O -> H3O+ + Br-

wo aber ist der Unterschied zu dieser Gleichung:

HBr -> H+ + Br-

welche von den beiden ist hier gefragt?

Man berechnet dann den pH-Wert einer starken Säure:

pH = -lg0,3 = 0,52

0,3 M ist bereits die Konzentration, oder?
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Alt 19.05.2018, 13:06   #3   Druckbare Version zeigen
mogli_1991 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 81
AW: pH-Wert berechnen + Reaktionsgleichungen

mein Vorschlag zu b):

Na3PO4 + H2O -> Na2HPO4 + NaOH

man berechnet den pH-Wert einer schwachen Base:

pOH = 0,5*(pKB - lg c(OH-))
= 0,5*((14-pKB) - lg0,2)
= 6,4

pH = 14 - pOH = 7,6
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Alt 19.05.2018, 13:08   #4   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 20.786
AW: pH-Wert berechnen + Reaktionsgleichungen

Welche Form der Gleichung von euch verlangt wird ist vom Aufgabensteller zu beantworten.Beide sind im Ergebnis für den pH-Wert gleich,man könnte höchstens argumentieren,daß man ja den pH-Wert für wäßrige Lösungen definiert und daher die erste Gl. "richtiger" wäre.
Relevant für den pH-Wert die Annahme der vollständigen Dissoziation,so daß man die Konzetration für H+ gleich c(HBr) setzen kann.
Bei b und c sind die Hydrolysereaktionen zu formulieren,da Phosphat als relativ starke Base(vgl. hier:http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/11/aac/vorlesung/kap_10/vlu/staerke_von_sb.vlu/Page/vsc/de/ch/11/aac/vorlesung/kap_10/kap10_3/kap10_3c.vscml.html ) teils zum Hydrogenphosphat reagiert,die Lösung von Natriumphosphat daher basisch.
Bei c ist das Ammoniumion die pH-relevante Spezies.
Zu solchen Rechnungen gibt es einiges hier im Forum,z.B. hier:
http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?t=82784 .
Bei d mußt du zuerst eine Säure-Base-Reaktion("Neutralisation") formulieren und aus den Konzentrationen ermitteln,welche Spezies in welcher Konzentration dann vorliegen.Stichwort hier Puffergleichung für die schwachen Säure HNO2 und Nitrit.

Fulvenus!
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Alt 19.05.2018, 13:18   #5   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 17.935
AW: pH-Wert berechnen + Reaktionsgleichungen

a) ist ok. HBr ist eine sehr starke Säure. Der Unterschied der Reaktionsgleichungen ist eher die Darstellung: In Wasser reagiert das Proton mit dem Wasser weiter (aber eigentlich auch nicht zu H3O+ sondern eher zu H9O4+, das ist aber nicht die übliche Schreibweise). 0,3M ist 0,3mol/L.

b) Hier kann man verschieden rechnen, z.B. das Phosphat als recht starke Base (pKB = 1,7), wie geschehen, dann kommt man auf einen pH um die 12. Aber: Das Hydrogenphosphat kann wiederum mit Dihydrogenphosphat im Gleichgewicht stehen, dann kann man mit der "Amphoplytformel" rechnen (kommt dann um die 9,7 raus). Im Detail kann man das sehr genau berechnen, der Unterschied zu den Näherungsformeln ist meist nicht so groß.

c) ist das Salz einer schwachen Base (Ammonium), Hier kann man NH4+ -> NH3 + H* (oder mit H2O formulieren) schreiben.

d) ist ein Puffer, Puffergleichung anwenden.

Gruß

jag
__________________
Die Lösung auf alle Fragen ist "42".
Aus gegebenem Anlass: Alle Rechnungen überprüfen, da keine Gewähr. - Fragen bitte im Forum stellen.
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Alt 19.05.2018, 13:25   #6   Druckbare Version zeigen
mogli_1991 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 81
AW: pH-Wert berechnen + Reaktionsgleichungen

Vielen Dank für eure Hilfe!
Hab noch ne Frage zur Reaktionsgleichung von b)

Na3PO4 + H2O -> Na2HPO4 + NaOH

ist das die richtige Gleichung?

Geändert von mogli_1991 (19.05.2018 um 13:32 Uhr)
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Alt 19.05.2018, 13:32   #7   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 20.786
AW: pH-Wert berechnen + Reaktionsgleichungen

Die Hydroylse des Phosphats ist die Einstellung des Gleichgewichts zwischen diesen beiden Reaktionen.Nimmt man die erste Gl.,betrifft das nur die Reaktion vom Phosphat zum Hydrogenphosphat,sagt aber nicht,daß dies quantitativ erfolgt.
Der Anteil ergibt den pH-Wert der Richtung.
Die zweite Gleichung beschreibt dann die "Neutralisation" von Phosphorsäure durch Natronlauge,wozu man ein recht konzentrierte Natronlauge benötigt.

Fulvenus!
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Alt 20.05.2018, 13:16   #8   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 17.935
AW: pH-Wert berechnen + Reaktionsgleichungen

"NaOH" suggeriert, dass das tatsächlich entsteht. Es entsteht aber Na+ und OH-. Deshalb sollte man bei solchen Gleichungen das nicht reagierende teilchen euinfach weglassen, also

PO43- + H2O -> HPO42- + OH-

Dann wir auch gleich klar, dass eine alkalische Lösung entsteht.

Gruß

jag
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Die Lösung auf alle Fragen ist "42".
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