Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 02.03.2018, 17:32   #1   Druckbare Version zeigen
krille121  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

Hallo Forum,

ich beschäftigt mich nun schon den gesamten Tag mit einem Verständnisproblem und komme nicht weiter.
Wenn ich den PH wert einer Base berechnen will, muss ich ja zunächst wissen ob es eine stark oder eine schwache Base ist, damit ich weiß, welche Formel ich anwende. Entweder 14 - -log(c[base]) bei starken basen oder 14- 1/2 * (pkb - log[C0]) bei schwachen basen.

Nun habe ich aber folgendes Problem. Wenn beispielsweise gefragt ist wie hoch der PH wert von 0,005 mol/l einer bariumhydroxidlösung ist... wie genau kann ich nun sehen ob es sich um eine schwache- oder starke base handelt?

Dafür wird ja, um an den pkb wert zu kommen, die basenkonstante Kb benötigt.
Diese errechent sich durch [BH+] * [OH-] / [B]

und hier scheitert es bei mir. bei bariumhydroxid entstehen ja 2 OH- für jedes Ba+. Also wäre hier meine rechnung 0,005 * 0,01 / 0,005 (ursprüngliche konzentration).

das ergebnis wäre dann 0,01 und der pkB wert 2. eingetragen in die gleichung für schwache basen 1/2 * (2 - log[0,005]) = 2,15 = poh

Die die richtige lösung ist aber poh= 2 (ungerundet) laut mir vorliegendem ergebnis. Wo liegt mein fehler?

Danke im voraus
krille121 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2018, 17:48   #2   Druckbare Version zeigen
HansC Männlich
Mitglied
Beiträge: 328
AW: Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

Die Gleichung für eine 2-wertige Base (oder analog Säure, oder andere nicht-Säure-Basen-Reaktion) vom Typ

AB2 <---> A + 2B lautet:

K = c(A) * C(B)^2 / c(AB2)

^2 steht für "zum Quadrat"!

Außerdem ist c(AB2) nicht der Ausgangswert des zu lösenden AB2 sondern der Gleichgewichtswert, da gehen also die dissoziierten mole ab!
Bei schwachem Basen / Säuren kann man allerdings den Ausgangswert c(0,AB2) nehmen wenn kaum Dissoziierung eintritt.

Geändert von HansC (02.03.2018 um 18:00 Uhr)
HansC ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2018, 17:57   #3   Druckbare Version zeigen
krille121  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

Also rechne ich K = 0,005*0,005² / (0,005 - (0,005*0,005²)) ? Denn da komme ich auch nicht auf pOH= 2

Geändert von krille121 (02.03.2018 um 18:26 Uhr)
krille121 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2018, 18:45   #4   Druckbare Version zeigen
krille121  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

ich habe es nochmal durchgerechnet. wenn man für Kb = 0,01² / 0,005 rechner, dann bekommt man den richtigen pKb wert, um durch die formel für die schwache base auf einen pOH wert von 2 zu kommen. aber ich habe keine ahnung woher die rechnung 0,01² / 0,005 kommt...
krille121 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2018, 18:50   #5   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.025
AW: Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

entweder du kennst den / die KB-wert(e) deines systems, dann kannst du auch ueber das MWG ansetzen usw., und bekommst dann aber im gegenzug nur (in diesem fall excellent-)naeherungsweise pOH = 2 heraus


oder du kennst die eben nicht ( wie in unserem fall)*): dann musst du eben einfach "wissen", dass es sich bei bariumhydroxid in der praxis fuer gut verduennte systeme ( also unser fall) um eine "in beiden stufen starke" base handelt
{\to} wuerdest du also garxix drueber wissen, so waerst du geborsten und koenntest die aufgabe so nicht bearbeiten

weiters solltest du ueber bariumhydroxid wissen, dass es sich um eine zweiwertige base handelt, mithin pro initialer formalkonzentration c0 der base da dann die doppelte realkonzentration an OH- generiert wird:

c0 ( B) {\to} 2 c (OH-)

... und fuer ne c0 = 0,005 M Ba(OH)2 - loesung ergibt sich daher:

c0 (Ba(OH)2 ) = 0,005 M {\to} c (OH-) = 0,01 M

naja... und der rest ist dann trivial: c (OH-) = 0,01 M {\to} pOH = 2 {\to} pH = 12

gruss

Ingo


*)
... weshalb du dir auch alle versuche, das nach MWG zu verechnen (wie gezeigt) knicken kannst: bei volldissoziation ist links K unendlich gross. und du dividierst rechts im gegenzug zu allem ueberfluss auch noch durch ne gleichgewichts(!)-restkonzentration von null...
... und wer aus sonnem konstrukt noch was rauslesen zu koennen meint, der hat in mathe schlicht nicht aufgepasst

Geändert von magician4 (02.03.2018 um 18:58 Uhr)
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 02.03.2018, 19:05   #6   Druckbare Version zeigen
krille121  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

Zitat:
Zitat von magician4 Beitrag anzeigen
entweder du kennst den / die KB-wert(e) deines systems, dann kannst du auch ueber das MWG ansetzen usw., und bekommst dann aber im gegenzug nur (in diesem fall excellent-)naeherungsweise pOH = 2 heraus


oder du kennst die eben nicht ( wie in unserem fall)*): dann musst du eben einfach "wissen", dass es sich bei bariumhydroxid in der praxis fuer gut verduennte systeme ( also unser fall) um eine "in beiden stufen starke" base handelt
{\to} wuerdest du also garxix drueber wissen, so waerst du geborsten und koenntest die aufgabe so nicht bearbeiten

weiters solltest du ueber bariumhydroxid wissen, dass es sich um eine zweiwertige base handelt, mithin pro initialer formalkonzentration c0 der base da dann die doppelte realkonzentration an OH- generiert wird:

c0 ( B) {\to} 2 c (OH-)

... und fuer ne c0 = 0,005 M Ba(OH)2 - loesung ergibt sich daher:

c0 (Ba(OH)2 ) = 0,005 M {\to} c (OH-) = 0,01 M

naja... und der rest ist dann trivial: c (OH-) = 0,01 M {\to} pOH = 2 {\to} pH = 12

gruss

Ingo


*)
... weshalb du dir auch alle versuche, das nach MWG zu verechnen (wie gezeigt) knicken kannst: bei volldissoziation ist links K unendlich gross. und du dividierst rechts im gegenzug zu allem ueberfluss auch noch durch ne gleichgewichts(!)-restkonzentration von null...
... und wer aus sonnem konstrukt noch was rauslesen zu koennen meint, der hat in mathe schlicht nicht aufgepasst
okay danke! Also wenn ich das jetzt richtig verstanden habe:

wenn es sich hier um eine schwache base handeln würde, dann müsste ich sozusagen auswendig wissen welchen pkb wert die base hat und kann mir diesen nicht errechnen (Was irgendwie sinn macht, da eine schwache base auszeichnet, dass sie nicht vollständig dissoziiert, und ich nicht rechnen kann, wenn ich nicht weiß, wieviel der base dissoziiert und wieviel nicht?).

bedeutet wenn ich aufgabenstellungen habe wie die obrige, dann kann man praktisch davon ausgehen, dass es sich um eine starke base handelt und ich somit nur den -log(C0) ziehen muss (Oder in diesem fall etwas tricky cC0*2, da für jedes mol bariumhydroxid gleich 2 OH ionen frei werden), und nicht die formel für die schwache base benutze, da mir sonst entweder der pkB wert gegeben wär, oder halt werte, mit denen ich KB errechnen kann und daraus den pkB wert ziehen kann?
krille121 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2018, 23:39   #7   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.025
AW: Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

Zitat:
wenn es sich hier um eine schwache base handeln würde, dann müsste ich sozusagen auswendig wissen welchen pkb wert die base hat und kann mir diesen nicht errechnen (Was irgendwie sinn macht, da eine schwache base auszeichnet, dass sie nicht vollständig dissoziiert, und ich nicht rechnen kann, wenn ich nicht weiß, wieviel der base dissoziiert und wieviel nicht?).
korrekt

Zitat:
bedeutet wenn ich aufgabenstellungen habe wie die obrige, dann kann man praktisch davon ausgehen, dass es sich um eine starke base handelt und ich somit nur den -log(C0) ziehen muss (Oder in diesem fall etwas tricky cC0*2, da für jedes mol bariumhydroxid gleich 2 OH ionen frei werden), und nicht die formel für die schwache base benutze, da mir sonst entweder der pkB wert gegeben wär, oder halt werte, mit denen ich KB errechnen kann und daraus den pkB wert ziehen kann?
oehm...

deine logelei hat was geniales, zugegeben: so han ich das noch nie betrachtet, und ja, koennte schon sein

... wobei ich allerdings zu bedenken geben mag, dass der eine oder andere pKs- oder pKb- wert (ich denke hier z.b. konkret an ammoniak und essigsaeure) ggf. im seminar / in der vorlesung derart haeufig benutzt wurde, dass man in der klausur verlangt dass ihr zumindest sowas "heufiges" parat habt ohne dass man die euch nochmal wieder explizit anhand gibt.

wie gesagt: kann eben auch so (dumm) laufen - ein totsicheres rezept ists also nicht

gruss

Ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.03.2018, 15:08   #8   Druckbare Version zeigen
krille121  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

Zitat:
Zitat von magician4 Beitrag anzeigen
korrekt


oehm...

deine logelei hat was geniales, zugegeben: so han ich das noch nie betrachtet, und ja, koennte schon sein

... wobei ich allerdings zu bedenken geben mag, dass der eine oder andere pKs- oder pKb- wert (ich denke hier z.b. konkret an ammoniak und essigsaeure) ggf. im seminar / in der vorlesung derart haeufig benutzt wurde, dass man in der klausur verlangt dass ihr zumindest sowas "heufiges" parat habt ohne dass man die euch nochmal wieder explizit anhand gibt.

wie gesagt: kann eben auch so (dumm) laufen - ein totsicheres rezept ists also nicht

gruss

Ingo
danke und danke für das gute erklären.

was das auswenig wissen des pKs für essigsäure angeht bin ich glaube ich auch gerade auf eine solche aufgabe gestoßen:

Zu zwei Liter einer Essigsäure mit c= 0,01 M werden 20 g Natriumacetat gegeben.
Berechnen Sie den pH-Wert der Lösung

hier muss man wohl anscheinend wissen, dass essigsäure eine schwache säure ist und deshalb hier eine pufferlösung vorliegt nehme ich an, und den pKs wert muss man auch auswendig kennen um den PH wert zu berechnen?

ergo erst C für Na2CO3 ausrechnen (20/106 = 0,189 g --> 0,189 g / 2 l = 0,094 mol/l )

und dann in die Henderson-Hasselbalch-Gleichung

PH = pKs - log ( C H / C HA ) = 4,76 - log ( 0,01/0,09 ) = 5,714 ?
krille121 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.03.2018, 17:18   #9   Druckbare Version zeigen
Gustavus Männlich
Mitglied
Beiträge: 877
AW: Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

Zitat:
Zitat von krille121 Beitrag anzeigen
Zu zwei Liter einer Essigsäure mit c= 0,01 M werden 20 g Natriumacetat gegeben.
Berechnen Sie den pH-Wert der Lösung


ergo erst C für Na2CO3 ausrechnen (20/106 = 0,189 g --> 0,189 g / 2 l = 0,094 mol/l )
Wie kommst du auf Na2CO3? Das wäre Natriumcarbonat. Natriumacetat ist CH3COONa (M = 82 g/mol wasserfrei)
__________________
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If you don't correct those mistakes, you're doing it really wrong.
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Alt 03.03.2018, 17:46   #10   Druckbare Version zeigen
krille121  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

Zitat:
Zitat von Gustavus Beitrag anzeigen
Wie kommst du auf Na2CO3? Das wäre Natriumcarbonat. Natriumacetat ist CH3COONa (M = 82 g/mol wasserfrei)
Huch, sorry. da hatte ich mich verlesen. Aber der Weg ist dennoch der richtige, bloß dass sich die Werte durch die Änderung der Molaren Masse ändern, richtig?
krille121 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.03.2018, 18:03   #11   Druckbare Version zeigen
Gustavus Männlich
Mitglied
Beiträge: 877
AW: Verständnisproblem bei Bestimmung von Säure-/Basenstärke

Ja sollte dann hinkommen.
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