Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 03.11.2019, 17:17   #1   Druckbare Version zeigen
buerste333 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1
Berechnung der Anfangskonzentration von Natriumhydrogencarbonat mithilfe des pH-Werts?

Hallo.


Die Aufgabe war es, die Anfangskonzentration von NaHCO3 zu bestimmen. Der pH-Wert ist 4,2. Nach meiner Rechnung kommt aber ein viel zu hoher Wert heraus. Kann mir jemand sagen, was an ihr falsch ist?

NaHCO3(s) + H2O(l) -> Na+(aq) + HCO3-(aq)
HCO3-(aq) + H2O(l) <-> CO32-(aq) + H3O+
pH = 0,5*(pks-log(c0(HCO3-(aq))))
4,2 = 0,5*(10,4-log(c0(HCO3-(aq)))) |*2
8,4 = 10,4-log(c0(HCO3-(aq))) |-10,4
-2 = -log(c0(HCO3-(aq)))
10-(-2) mol/l = c0(HCO3-(aq))
100 mol/l = c0(HCO3-(aq))


Das kann doch nicht stimmen, oder?


Und da Natriumhydrogencarbonat ein Ampholyt ist und somit auch als Base reagieren kann, kommen zwei Anfangskonzentrationen raus. Welche soll ich denn dann nehmen?


Ich hoffe, dass mir jemand helfen kann.
Danke im Voraus!
buerste333 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.11.2019, 19:57   #2   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.732
AW: Berechnung der Anfangskonzentration von Natriumhydrogencarbonat mithilfe des pH-Werts?

Eine Lösung von Natriumhydrogencarbonat kann keinen pH-Wert von 4,2 haben.
Hydrogencarbonat ist eine shwache Base,aber eine noch viel schwächere Säure.
Wie lautet die Aufgabe vollständig im Original?

Fulvenus!
Fulvenus ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 07.11.2019, 15:41   #3   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.302
AW: Berechnung der Anfangskonzentration von Natriumhydrogencarbonat mithilfe des pH-Werts?

in ergaenzung:


- an deiner rechnung selbst ist mathematisch nix falsch, jedoch ist der von dir benutzte betrachtungsansatz (" NaHCO3 ist ausschliesslich eine schwache, einbasige saeure") einfach sachlich falsch, die benutzte formel daher nicht einschlaegig + das ergebnis daher ne voellig bedeutungslose zahlenspielerei

- NaHCO3 ist, wie du zutreffend ja auch selbst bemerkst, ein amphoter
{\to} hier ist z.b. die (naeherung) "amphoterenformel" zu benutzen
{\to} diese liefert fuer "hydrogencarbonat-loesung" = fuer's carbonat / hydrogencarbonat / kohlensaeure-system

pH = 0.5 ( 6,35 + 10,33) = 8,34

... und zwar stets und immer, konzentrationsunabhaengig
(letzteres ist teil der naeherung, und fuer vernuenftige konzentrationen auch annehmbar erfuellt)

dies wiederum wirft bzgl. deiner aufgabenstellung das problem auf, dass aus dem pH nicht auf eine ausgangskonzentration zurueckgerechnet werden kann, hiermit.

{\to} auch dieser ansatz ist daher ungeeeignet zur wirklichen loesung deiner aufgabe

korrekt berechnen koenntest du die fragestellung hingegen, wenn du hier mit einer ladungsbilanz ansetzen wuerdest:


{[H^+] \ + \ [Na^+] \ = \ [HCO_3^-] \ + \ 2 [CO_3^{2-}] \ + \ [OH^-]}

... und in dieses basis-skelett sodann eine reihe von nebenbedingungen einpflegtest: KW des wassers, die MWG's der kohlensaeure, eine carbonat-species-bilanz bzgl. c0(HCO3-) , den geforderten finalen pH, eine naeherungsannahme bzgl. [Na+], die naeherung "a {_\approx} c "

... und wenn du das dann tust, alles schoen zusammenfasst und solange komprimierst bis alles nur noch von c0(HCO3-) abhaengt, und die resultierende gleichung dann loest, so stellst du fest ( if memory serves), dass du dummerweise keine reale, positive loesung des terms fuer deine geforderte randbedingung bzgl. des pH erhaeltst = alle nullstellen des terms sind mithin im negativen oder komplex

{\to} ... und sowas als ergebnis ist wiederum gleichbedeutend mit der aussage "es gibt auch bei formal korrektem ansatz keine reale chemische loesung des problems = eine NaHCO3-loesung mit pH = 4,2 gibt es nicht"



gruss

Ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
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Stichworte
ampholyte, konzentration bestimmen, salzlösung

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