Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 10.06.2018, 16:04   #1   Druckbare Version zeigen
Student3  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 2
pH-Wert bei schwacher Base mit geringer Konzentration

Hallo,

Bei mir trat foglendes Problem bei einer schriftlichen Ausarbeitung auf:
Ich möchte, denn genauen pH-Wert einer MgSO_4-Salzslösung bei einer geringen Konzentration von 0,008 mol/l berechnen.

Mit den SO_4^{2-}-Ionen handelt es sich ja um eine schwache Base.
SO_4^{2-} + H_2O <=> HSO_4^- + OH-

Da es sich um eine schwache Base handelt, habe ich folgende Nährungs-Formel zur pH-Wert Berechnung verwendet:
pH = 14- 0.5 [pK_B - lg(c_O(B)] mit c_0(B) = Anfangskonzentration der Base.

Mit pK_B(SO_4^{2-})= 12,08 und der von mir verwendeten Konzentration
c_0(B) = 0,008 mol/l erhalte ich dann :
PH = 7,96 + 0.5 * lg(
c_0(B)) = 6,91.

Aber, dass kann ja nicht sein. Dass der pH-Wert < 7 ist, eigentl. wäre ja ein pH-Wert knapp über 7 zu erwarten gewesen.

Meine Vermutung ist, dass die Konzentration so gering, dass die Nährungsformel, die ich verwendet habe, hier nicht mehr gültig ist. Ich habe jetzt hier ein bisschen im Forum gesucht und ich vermute, dass ich die Aktivität irgendwie mit einbeziehen müsste? Bin allerdings fachfremd und kenn e micht nicht aus wie ich das jetzt miteinbeziehen könnte.

Ich weiß, dass der pH-Wert wahrscheinlich praktisch ziemlich knapp über 7 sein wird, ich brauche leider allerdings trotzdem den genauen theoretischen Wert.

Vielen Dank schon einmal ,
Student3

Geändert von Student3 (10.06.2018 um 16:21 Uhr)
Student3 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.06.2018, 16:13   #2   Druckbare Version zeigen
Ryan21 Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.057
AW: pH-Wert bei schwacher Base mit geringer Konzentration

Hallo,


Sulfat ist eine schwache Base mit einem pKb von ca. 12,1. Das Magnesiumion hat aber auch einen geringen Einflüss auf den pH-Wert. Der Mg-Aqua-Komplex hat dabei einen pKs von ca. 11,4.


Bei einer solchen Konstellation kommst du mit den Näherungsgleichungen für die pH-Wert-Berechnung nicht weiter. Hier müsstest du sehr wahrscheinlich mit eine Ladungsbilanz arbeiten.


LG Ryan
Ryan21 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.06.2018, 17:53   #3   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.065
AW: pH-Wert bei schwacher Base mit geringer Konzentration

Zitat:
Meine Vermutung ist, dass die Konzentration so gering, dass die Nährungsformel, die ich verwendet habe, hier nicht mehr gültig ist.
das ist korrekt

Zitat:
Ich habe jetzt hier ein bisschen im Forum gesucht und ich vermute, dass ich die Aktivität irgendwie mit einbeziehen müsste?
ich denke bei der von dir genannten konzentration ist c {_\approx} a ausgezeichnet vertretbar {\to} nein, die aktivitaet statt der konzentration zu betrachten scheint mir nicht erforderlich

vermutlich kollidierst du hingegen damit, dass deine naeherung das KW des wassers nicht mit beruecksichtigt - was hier aber unumgaenglich ist

Zitat:
Bin allerdings fachfremd
darf man fragen wozu dann eine solche exaktere berechnung erforderlich ist?
... denn das ergebnis wird nur derart wenig von pH = 7,00 abweichen, dass der aufriss eigentlich in keinem vertretbaren verhaeltnis zum ergebnis steht, von der praktischen irrelevanz einmal ganz abgesehen

ansonsten:

bei einem pKb des sulfats von 12,1 und einem pKs des [Mg(H2O)6 ]2+ von 11,4 ist das kation praktisch nahezu gleichsauer wie das anion basisch ist - und beides nur aeusserst irrelevant

{\to} statt konzentrationsabhaengigen pH-effekten des geloesten salzes spielen hier temperaturungenauigkeiten von 1° mehr oder weniger vermutlich eine deutlich groessere ( und immernoch irrelevante)*) rolle

mithin: man kann es genauer berechnen, ja, und rein akademisch ists auch ne interessante uebung ...
... nur wenn du eh fachfremd bist, sag uns doch einfach wofuer du es benoetigst, diese abweichung von pH = 7,00

... und solltest du mich damit ueberzeugen, dann rechne ichs dir auch vor ( obschon das dann doch ein groesserer aufriss wird)

gruss

Ingo




*)
niemand braucht einen pH auf mehr als 2 nachkommastellen genau, noch nicht einmal die biochemiker
... und die brauchen es schon verdammt genau , manchmal
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Stichworte
geringe konzentration, ph-wert, schwache base

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