Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 26.09.2012, 19:07   #1   Druckbare Version zeigen
theshins weiblich 
Mitglied
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Beiträge: 23
Protolysen und chemisches Gleichgewicht

Hallo zusammen,

Ich (13. Klasse) hätte eine Frage zu einer Abituraufgabe.
"Kaffeemaschinen verkalken je nach Zusammensetzung des Trinkwassers mehr oder weniger schnell.
Entkalker sind meistens Flüssigkeiten, die Säuren enthalten.
Diese Säure zersetzen den Kalk.
Zur Bestimmung des Säuregehaltes eines handelsüblichen Kaffeemaschinenentkalkers wurden 1,00 ml der Entkalkerlösung auf 100 mL verdünnt und mit Natronlauge der Konz c= 1 mol/l titriert.

Werte:

Verbrauch Lauge in ml 0 2 4 10 12 14 18 20 22 24 30
PH 2,25;2,85;3,2;3,43;3,97;4,17;4,75;8,55;12,21;12,51;12,89


1) Berechnen sie die Stoffmengenonz der untersuchten Lösung und der Entkalkerlösung
(Wo ist der unterschied zwischen untersuchten Lösung und Entkalkerlösung?)
(Wie soll ich die Konz berechnen? c= n/V(Lösung) Wie bekomme ich n raus?

2: Zeigen sie, dass am Halbäquivalenzpunkt PH= pks gilt.
Berechnen sie den Äquivalenzpunkt und den PH-Wert zu beginn mit dem zuvor zeichnerisch ermittelten (sollten titrationskurve zeichnen) KS-wert.

Meine Fragen: Wie kann ich den KS wert bitte ablesen?

Mein Ansatz: Ich habe den Äquivalenzpunkt ablesen können. Mit dem hatte ich den Äquivalenzph-wert und nach wie viel ml dieser erreicht war.
Somit hatte ich ja auch den Halbäquivalenzpunkt.
Ich habe dann in die POH-Formel einfach für den PKB wert ein X eingesetzt und den rest konnte ich ja einsetzen.. ich hatte dann den pkb-wert raus und dann 14-pkb=pks.

Allerdings ist das ja alles anscheinend falsch, denn ich sollte ja den Ks-Wert ausrechnen und den Äquivalenzpunkt berechnen.. :/

Bitte helft mir!
theshins ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.09.2012, 19:22   #2   Druckbare Version zeigen
Bossaura  
Mitglied
Beiträge: 1.204
AW: Protolysen und chemisches Gleichgewicht

Zitat:
Zitat von theshins Beitrag anzeigen

2: Zeigen sie, dass am Halbäquivalenzpunkt PH= pks gilt.
Berechnen sie den Äquivalenzpunkt und den PH-Wert zu beginn mit dem zuvor zeichnerisch ermittelten (sollten titrationskurve zeichnen) KS-wert.
Am Halb-ÄP ist die Hälfte der Säure neutralisiert, dass heißt dort liegen Säure und korrespondierende Base im selben Verhältnis vor.
{pH = pKs - log( \frac {c(HA)}{c(A^-)}) } Da c(HA) = c(A-), steht dort:
{pH = pKs - log(1)}.Log(1) = 0, also pH = pks.
{Ks = 10^{-pks}}

Der Halb-ÄP ist der erste Wendepunkt der Titrationskurve.

Gruß,
Bossaura
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Alt 26.09.2012, 19:28   #3   Druckbare Version zeigen
theshins weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 23
AW: Protolysen und chemisches Gleichgewicht

Das weiß ich doch alles.. aber ich soll den KS wert ja richtig ablesen! Sodass ich damit arbeiten kann, also den Aquviv. ausrechnen kann..
theshins ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 26.09.2012, 19:33   #4   Druckbare Version zeigen
theshins weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 23
AW: Protolysen und chemisches Gleichgewicht

Das weiß ich doch alles.. aber ich soll den KS wert ja richtig ablesen! Sodass ich damit arbeiten kann, also den Aquviv. ausrechnen kann..
theshins ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.09.2012, 19:38   #5   Druckbare Version zeigen
Bossaura  
Mitglied
Beiträge: 1.204
AW: Protolysen und chemisches Gleichgewicht

Der KS-Wert ist doch eigentlich für die Berechnung des Äquivalenzpunktes irrelevant, da die einzusetzende Stoffmenge der Natronlauge für alle gleichprotonigen Säuren gleich wäre...

Gruß,
Bossaura
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Alt 26.09.2012, 20:08   #6   Druckbare Version zeigen
theshins weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 23
AW: Protolysen und chemisches Gleichgewicht

Zitat:
Zitat von Bossaura Beitrag anzeigen
Der KS-Wert ist doch eigentlich für die Berechnung des Äquivalenzpunktes irrelevant, da die einzusetzende Stoffmenge der Natronlauge für alle gleichprotonigen Säuren gleich wäre...

Gruß,
Bossaura
Doch der ist relevant, denn nach der Aufgabenstellung soll ich mit dem KS-Wert als anhaltspunkt nehmen und damit alles andere ausRECHNEN.

Wenn ich den KS wert habe, habe ich ja mit -log(ks) = pks.

Mit der formel PH= 1/2 *(pks-log(c)) kann ich dann den Äquivalenzpunkt ausrechnen..

Kann mir vielleicht einer auch die erste Frage beantworten?
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Alt 26.09.2012, 20:11   #7   Druckbare Version zeigen
Bossaura  
Mitglied
Beiträge: 1.204
AW: Protolysen und chemisches Gleichgewicht

Zitat:
Zitat von theshins Beitrag anzeigen

Mit der formel PH= 1/2 *(pks-log(c)) kann ich dann den Äquivalenzpunkt ausrechnen..
Dann hast du einen pH-Wert berechnet, keinen Äquivalenzpunkt. Abgesehen davon, liegt der ÄP doch im basischen Bereich, so dass dir die Formel nichts bringt. Und am ÄP liegt doch eigentlich gar keine Säure aus dem Entkalker mehr vor, alles neutralisiert.

Gruß,
Bossaura
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Alt 26.09.2012, 20:48   #8   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.457
AW: Protolysen und chemisches Gleichgewicht

1) Die untersuchte Lösung ist im Verhältnis 1:100 verdünnt (1mL auf 100mL), die Entkalkerlösung hat demnach die 100fache Konzentration.

Gruß

jag
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Die Lösung auf alle Fragen ist "42".
Aus gegebenem Anlass: Alle Rechnungen überprüfen, da keine Gewähr. - Fragen bitte im Forum stellen.
jag ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.09.2012, 21:15   #9   Druckbare Version zeigen
theshins weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 23
AW: Protolysen und chemisches Gleichgewicht

Also die Lösung hat ne kon von 0,01 mol? und die Entkalkerlösung von 1 mol?
Sicher`?
theshins ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.09.2012, 21:20   #10   Druckbare Version zeigen
Ecksperte Männlich
Mitglied
Beiträge: 541
AW: Protolysen und chemisches Gleichgewicht

Zitat:
1) Berechnen sie die Stoffmengen[k]onz der untersuchten Lösung und der Entkalkerlösung
(Wo ist der unterschied zwischen untersuchten Lösung und Entkalkerlösung?)
(Wie soll ich die Konz berechnen? c= n/V(Lösung) Wie bekomme ich n raus?
Die untersuchte Lösung ist die 1 : 100 verdünnte Entkalkerlösung (siehe jag).

Für die Berechnung der Konzentration zeichnet man am besten die Titrationskurve (unten als Grafik). An ihr lässt sich der Äquivalenzpunkt der Titration ablesen: Er liegt bei pH=8,55 und V(NaOH)=20 ml. Da am Äquivalenzpunkt die Säure vollständig neutralisiert ist, kann ihre Stoffmenge mit der der Lauge gleichgesetzt werden: n(HA)=n(NaOH). Aus den Angaben lässt sich die Stoffmenge von Natriumhydroxid berechnen:

{n(NaOH)=c(NaOH) \cdot V(NaOH)}

{n(NaOH)=1 \frac{mol}{l} \cdot 20\cdot10^{-3}l}

{n(NaOH)=20 mmol}

Die Stoffmenge der Säure hat also ebenfalls den Wert 20 mmol. Nun noch die Konzentration berechnen:

{c(HA)=\frac{n(HA)}{V(HA)}}

{c(HA)=\frac{20 mmol)}{100ml}}

{c(HA)=0,2 \frac{mol}{l}}

Die Stoffmengenkonzentration der untersuchten Lösung beträgt 0,2 mol/l, die der Entkalkerlösung 20 mol/l.

Gruß Ecksperte
Angehängte Grafiken
Dateityp: jpg Titrationskurve.JPG (30,3 KB, 4x aufgerufen)
Ecksperte ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.09.2012, 21:29   #11   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.457
AW: Protolysen und chemisches Gleichgewicht

Nein. Die Konzentration der Lösung soll ja aus den Titrationsergebnissen ermittelt werden. Wenn ich mir die Tabelle so anschaue, ist der Umschlagspunkt so um die 19mL Lauge (da ist der größte pH-Sprung). Dann wäre n = c*V = 1mol/L * 0,019L = 0,019mol. Wenn man jetzt mal annimmt, dass die (unbekannte) Entkalkersäure nur ein titrierbares Proton hat, wäre das dann 0,019mol/0,1L = 0,19mol/L. Und das wären dann in der Ursprungslösung (Entkalkerlösung) 19mol/l (kann ich mir nicht vorstellen, sind die Zahlenwerte korrekt?).

Gruß

jag
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