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Allgemeine Chemie Fragen zur Chemie, die ihr nicht in eines der Fachforen einordnen könnt, gehören hierher.

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Alt 02.02.2019, 16:31   #1   Druckbare Version zeigen
Lina_3791 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 3
Frage pH Wert von Coffein

Hallo ihr Lieben,
ich bin echt am verzweifeln!
Ich gehe gerade einige Altklausuren durch und finde zu einer Aufgabe absolut keine Lösung

Ich habe zwei Lösungsansätze die mir beide logisch erscheinen, aber total unterschiedliche Ergebnisse ergeben.

10) Das allgemein bekannte Coffein (C8H10N4O2; Mr = 194,2 g/mol) ist eine schwache Base mit einem pKs von 10,4.
a) Ermitteln sie den pH-Wert einer Lösung, die 445 mg Coffein in 200ml Wasser enthält.

Kann mir bitte bitte jemand erklären wie ich bei dieser Aufgabe vorgehen muss?
Lina_3791 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.02.2019, 18:04   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.237
AW: pH Wert von Coffein

Stoffmenge berechnen. pKs in pkB umrechnen.Gleichung für pOH-Wert schwacher Basen anwenden. pOH dann in pH-Wert ausdrücken.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.02.2019, 18:21   #3   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.993
AW: pH Wert von Coffein

der Korrektheit halber: Coffein hat überhaupt keinen pH-Wert. Sondern die wässrige Lösung.
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.02.2019, 18:23   #4   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.237
AW: pH Wert von Coffein

Zitat:
Zitat von chemiewolf Beitrag anzeigen
der Korrektheit halber: Coffein hat überhaupt keinen pH-Wert. Sondern die wässrige Lösung.
Stimmt für die Überschrift, ich trinke den Kaffee auch flüssig und schlucke nicht das Pulver oder gar die Bohnen.

Die Aufgabe hieß aber:

Zitat:
a) Ermitteln sie den pH-Wert einer Lösung, die 445 mg Coffein in 200ml Wasser enthält.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.02.2019, 19:30   #5   Druckbare Version zeigen
Judl weiblich 
Mitglied
Beiträge: 14
AW: pH Wert von Coffein

@Nobby

ich habe eine ähnliche Aufgabe, wo für eine Base der pks-Wert angegeben ist. Darf ich da nun einfach 14- pks-Wert rechnen? Das würde ja heißen, dass die korrespondierende Säure zu meiner gegebnen Base diesen pks-Wert hat oder?
Also kann man sagen die Base hat den gleichen pks-Wert wie ihre korrespondierende Säure (zumindest bei einprotonigen)?
Judl ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 02.02.2019, 19:43   #6   Druckbare Version zeigen
Peter Schulz  
Mitglied
Beiträge: 610
AW: pH Wert von Coffein

Zitat:
Zitat von Judl Beitrag anzeigen
Also kann man sagen die Base hat den gleichen pks-Wert wie ihre korrespondierende Säure (zumindest bei einprotonigen)?
Das ist hier tatsächlich verwirrend.


Der pKs der korrespondierenden Säure von Coffein, also quasi Coffein-H+ ist ~0,6, was bedeutet, dass Coffein selbst keine nennenswerten basischen Eigenschaften hat.


https://en.wikipedia.org/wiki/Caffeine#Chemistry



Woher der oben gegebene pKs = 10,4 stammt und worauf er sich bezieht, ist nicht ganz klar. Vermutlich ist das für die Deprotonierung am C2-Atom im Imidazol-Teil. Dann ergibt es m.E. hier keinen Sinn, den Wert mit 14-pKs in den pKb umzurechnen.
Peter Schulz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.02.2019, 20:38   #7   Druckbare Version zeigen
Lina_3791 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 3
AW: pH Wert von Coffein

Was wäre denn hier die Lösung? damit ich überprüfen kann ob ich die Aufgabe auch wirklich richtig gelöst habe
Lina_3791 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.02.2019, 21:52   #8   Druckbare Version zeigen
Peter Schulz  
Mitglied
Beiträge: 610
AW: pH Wert von Coffein

https://tools.niehs.nih.gov/cebs3/ntpviews/index.cfm?action=testarticle.properties&cas_number=58-08-2


Dort ist zu finden: pKa = 10.4 at 40 deg C (tertiary amine)


Wenn das stimmt, dann könntest du es so berechnen wie Nobby vorgeschlagen hat.


Ich hätte Zweifel, da sich das eigentlich nicht wie ein tertiäres Amin verhalten sollte, wegen der Konjugation der freien Elektronenpaare am Stickstoff.


Alternativ könntest du wohl einfach mit pKa = 10.4 und der Näherung für schwache Säuren rechnen.
Peter Schulz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.02.2019, 22:41   #9   Druckbare Version zeigen
imalipusram Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.139
AW: pH Wert von Coffein

Zitat:
Zitat von Peter Schulz Beitrag anzeigen
Ich hätte Zweifel, da sich das eigentlich nicht wie ein tertiäres Amin verhalten sollte, wegen der Konjugation der freien Elektronenpaare am Stickstoff.
Stimmt vermutlich, führt hier aber nicht weiter. Gegeben ist eine Lösung einer bestimmten Menge einer beliebigen Substanz mit einem bestimmte MW und einem bestimmten pKa. Darauf kommt es in der Aufgabe an. Die TES ist Studienanfängerin.
__________________
I solemnly swear that I'm up to no good!
伍佰 (WuBai - Run run run!) (ein Musikvideo mit dem Bambushaus und dem imalipusram unter den Statisten)
Noch ein nettes Video (nerdy, ein LIHA-Robot)
Und so gehts hier manchmal zu (sowas Ähnliches wie Fronleichnam, hier wird TuDiGong, dem Erdgott, tüchtig eingeheizt!) Oder so (auch ungeeignet für Gefahrstoffphobiker) und so und so.
imalipusram ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.02.2019, 23:01   #10   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.993
AW: pH Wert von Coffein

Zitat:
Zitat von Nobby Beitrag anzeigen
Stimmt für die Überschrift,
auf die bezog ich mich.
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.02.2019, 23:10   #11   Druckbare Version zeigen
fleckenforscher Männlich
Mitglied
Beiträge: 41
AW: pH Wert von Coffein

Zitat:
Zitat von Lina_3791 Beitrag anzeigen
Was wäre denn hier die Lösung? damit ich überprüfen kann ob ich die Aufgabe auch wirklich richtig gelöst habe
Anders gefragt: Wie lautet denn Deine Lösung? Dann kann ich kontrollieren, ob Du die Aufgabe auch wirklich richtig gelöst hast.
fleckenforscher ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.02.2019, 12:11   #12   Druckbare Version zeigen
Judl weiblich 
Mitglied
Beiträge: 14
AW: pH Wert von Coffein

Zitat:
Zitat von Peter Schulz Beitrag anzeigen
Alternativ könntest du wohl einfach mit pKa = 10.4 und der Näherung für schwache Säuren rechnen.
Ich habe mal verscht die Aufgabe der TE mit pks=10,4 zu lösen, da komme ich auf n=2,29*10-3, dann c= 0,011 mol/L und mit der Näherung für schwache Säuren auf einen pH-Wert von 6,17.. Das kann aber doch nicht stimmen wenn es sich um eine schwache Base handelt oder?

Zitat:
Zitat von Peter Schulz Beitrag anzeigen
Wenn das stimmt, dann könntest du es so berechnen wie Nobby vorgeschlagen hat.
Meinst du das dann mit 14-pks?

Mit pkb = 3,6 würde es bei mir einen pH-Wert von 11,22 ergeben, kann das jemand bestätigen?
Judl ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.02.2019, 12:36   #13   Druckbare Version zeigen
fleckenforscher Männlich
Mitglied
Beiträge: 41
AW: pH Wert von Coffein

{n=\frac{m}{M}=\frac{0,445g}{194,2\frac{g}{mol}}\approx2,29\cdot10^{-3}mol\\c=\frac{n}{V}=\frac{2,29\cdot10^{-3}mol}{0,2L}\approx0,01\frac{mol}{L}\\pK_s+pK_b=14\\pK_b=14-pK_s=14-10,4=3,6\\pOH=\frac{1}{2}(pK_b-\log_{10}({c}))=\frac{1}{2}(3,6-\log_{10}{(0,01)})\approx2,8\\pH+pOH=14\\pH=14-pOH=14-2,8=11,2}

Dein Ergebnis ist somit korrekt!
fleckenforscher ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.02.2019, 12:38   #14   Druckbare Version zeigen
Judl weiblich 
Mitglied
Beiträge: 14
AW: pH Wert von Coffein

Zitat:
Zitat von fleckenforscher Beitrag anzeigen
{n=\frac{m}{M}=\frac{0,445g}{194,2\frac{g}{mol}}\approx2,29\cdot10^{-3}mol\\c=\frac{n}{V}=\frac{2,29\cdot10^{-3}mol}{0,2L}\approx0,01\frac{mol}{L}\\pK_s+pK_b=14\\pK_b=14-pK_s=14-10,4=3,6\\pOH=\frac{1}{2}(pK_b-\log_{10}({c}))=\frac{1}{2}(3,6-\log_{10}{(0,01)})\approx2,8\\pH+pOH=14\\pH=14-pOH=14-2,8=11,2}

Dein Ergebnis ist somit korrekt!
Super, danke finde die Aufgabe der TE dann aber trotzdem sehr unglücklich gestellt
Judl ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.02.2019, 12:53   #15   Druckbare Version zeigen
Lina_3791 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 3
AW: pH Wert von Coffein

Juhu juhu juhu vielen tausend Dank! Auf 11,2 bin ich tatsächlich mit Ansatz Nr 2 dann auch gekommen
Danke dass sich alle so bemüht haben!
Lina_3791 ist offline   Mit Zitat antworten
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