Ändert sich der pH-Wert einer sauren Lösung, wenn man sie mit Wasser verdünnt? Alle meinen immer zu mir, der pH-Wert ändere sich nicht durch Zugabe von Wasser. Aber da er definiert ist als pH=-lg[H3O+] ändert er sich wohl doch, da durch Zugabe von Wasser die Konzentration geändert wird. Kann da mal bitte einer was zu sagen?
Natürlich verändert sich der pH-Wert bei Verdünnung - die Frage hast du dir eigentlich selbst beantwortet. Bei einer Verdünnung um den Faktor 10, steigt der pH-Wert um 1.
Du hast da ganz recht, der pH-Wert ist ja von der H3O±Konzentration abhängig, bzw. stellt die Konzentration als negativer dekadischer logharitmus dar.
Wenn du Wasser zu einer Säure gibts dann ändert sich natürlich der pH-Wert. Als grobe Richtung kannst du z.B. für eine starke Säure annehmen, dass wenn du das Volumen verzehnfachst also auf 1 L Säure 10L Wasser gibts, ändert sich der pH-Wert um 1.Dabei vernachlässige ich jetzt die Autoprotolyse des Wassers.
Also kurz gesagt, wenn eine salzsaure Lösung mit pH = 5 nur durch Wasserzugabe brauchst du ungefähr 110 L.
Ich hoffe ich konnte dir mit der kurzen Antwort helfen. Wenn du mehr Berechnungen und Formeln haben willst, meld dich einfach nochmal.
Sorry, war zu schnell.
Also wenn du eine salzsaure Lösung mit pH =5 nur durch Wasserzugabe neutralisieren willst brauschst du ungefähr 110 L Wasser.
Hallo,
Sie haben natürlich Recht. Der pH-Wert ändert sich beim Verdünnen mit Wasser. Wenn man beispielsweise eine starke Säure (Salzsäure) der Konzentration 0,1 mol/L nimmt, dann hat man genau so viele H3O+ Ionen. Demnach ist der pH-Wert 1. Wird diese Lösung um den Faktor 10 verdünnt, ist die Konzentration natürlich 0,01 mol/L und damit ist der pH-Wert 2. Das ist ja auch sinnvoll. Sie können es sich auch plausibel machen, wenn Sie die Salzsäure mit seeeehr viel Wasser verdünnen, so dass man von der Salzsäure praktisch nichts mehr merkt, dann haben Sie also nur noch Wasser, das bekanntlich den pH-Wert von 7 hat. Also wurde durch die Verdünnung der pH-Wert von 1 nach 7 erhöht (und damit geändert).
Dieses Verdünnen um den Faktor 10 kann man natürlich weiter spielen, wobei man allerdings nicht über den pH-Wert von Wasser (= 7) hinaus kommt, da Wasser stets 10^-7 mol/L H3O+ Ionen enthält. Wenn man genauer rechnen möchte, sollte man also zu jeder Konzentration noch diese 10^-7 mol/L hinzurechnen, so dass man immer näher an 7 herankommt es aber tatsächlich nicht überschreiten kann. Im Schaubild x-Achse = Konzentration, y-Achse = pH-Wert würde sich die Kurve zunächst linear ansteigen, aber ab etwa pH =6 sich von der Geraden lösen und asymptotisch der horizontalen Geraden bei pH-7 nähern. Das können Sie mit einem Taschenrechner leicht überprüfen.
Die Addition von 10^-7 mol/L wird normalerweise vernachlässigt, wenn man sich in deutlich höheren Konzentrationen (bis etwa 0,1 mol/L) bewegt, da der Unterschied so groß ist. Bei Konzentrationen c= 10^-6 mol/L ist das aber nicht mehr vernachlässigbar.
Beachten Sie auch, pH-Werte sind nur bei verdünnten Lösungen sinnvoll, nicht aber bei konzentrierten Säuren oder Basen, welche relativ wenig Wasser enthalten.
Bei Laugen ist die pH-Berechnung entsprechend.
MfG
Willi55
Grundsätzlich hast du vollkommen recht. Wenn du das Volumen erhöhst wird die Konzentration an H3O+ niedriger und somit der pH-Wert höher.
Ansonsten könntest du ja mit einem Tropfen Salzsäure den Pazifik auf pH1 bringen.
Allerdings muss man berücksichtigen, dass es sich beim pH-Wert um eine logarithmische Skala handelt.
Durch Verdopplung des Volumens wird zwar(näherungsweise bei einer starken Säure) die Konzentration an H3O+ halbiert, aber um den pH-Wert von 1 auf 2 zu erhöhen musst du das Volumen der Lösung verzehnfachen! In der Praxis wirst du somit bei Verdünnungen unter dem Faktor 2 (wahrscheinlich auch bei höheren Verdünnungen) mit pH-Papier oft keine Änderung des pH-Wertes feststelllen können.
Gruß,
Stefan
Hallo,
wie so oft im Leben haben beide Seiten recht.
Verdünnter Essig oder verdünnter Zitronensaft ist erfahrungsgemäß nicht so sauer wie konzentrierter.
c0 sei die Ausgangskonzentration an Säure, [x] die Konzentration von x. Die Konzentration wie sie hier benötigt wird ist die Stoffmenge je Volumen Lösung, also z. B. in mol/l. Sehr starke Säuren (die Säurekonstante {siehe Wikipedia} ist recht hoch - z. B. Salzsäure, Schwefelsäure) liegen praktisch beinahe vollständig dissoziiert vor. Die Konzentration an H3O+ ist deshalb näherungsweise gleich der Anfangskonzentration der Säure, und der pH-Wert ergibt sich mit pH=-lg([H3O+]) zu pH=-lg(c0).
Sei a der Verdünnungsfaktor der Säure, also die Ausgangskonzentration der verdünnten Säure c0’=a*c0, dann hat die verdünnte sehr starke Säure den pH-Wert pH’=-lg(a*c0), was mit dem Logarithmengesetz lg(a*b)=lg(a)+lg(b) ergibt pH’=-lg(a)-lg(c0). Der pH-Wert einer sehr starken Säure ändert sich also in Abhängigkeit von der Verdünnung der Säure. Für a= 1/1000, 1/100, 1/10, 10, 100 bzw. 1000 ist -lg(a) +3, +2, +1, -1, -2 bzw. -3. Bei einer Verdünnung auf 1/10 steigt also der pH-Wert um 1 (vom Sauren in Richtung Neutralpunkt pH 7) - die Lösung wird weniger sauer, bei der Aufkonzentrierung auf das 10fache sinkt der pH-Wert um 1 - die Lösung wird saurer. Bei der Konzentrationsänderung einer sehr starken Base ist die pH-Wert-Änderung genau entgegengesetzt.
Die nicht sehr starken Säuren (die Säurekonstante ist kleiner) dagegen liegen nicht vollständig disszoziiert vor, und die pH-Änderung bei Konzentrationsänderung ist deshalb nicht so hoch wie eben für die sehr starken Säuren berechnet. Für die Berechnung des pH-Wertes (siehe Wikipedia: pH-Wert) ist das Massenwirkungsgesetz auf die Dissoziation der Säure anzuwenden; die Säurekonstante und die Autoprotolyse des Wassers bewirken im Vergleich zu sehr starken Säuren eine Abschwächung des Einflusses einer Konzentrationsänderung der Säure auf den pH-Wert. Trotzdem aber ändert sich der pH-Wert einer sauren Lösung in Abhängigkeit von der Konzentration der Säure. Mit den Formeln in Wikipedia:stuck_out_tongue:H-Wert und den Säurekonstanten kann man den pH-Wert und die pH-Wert-Änderung leicht ausrechnen. Die Formeln bestätigen den oben zu Anfang aufgeführten Erfahrungssatz - Essigsäure: mittelstarke Säure, Zitronensäure: starke Säure.
Bisher hatten wir lediglich eine mit Wasser verdünnte Säure betrachtet. Wenn man eine wässrige Säurelösung teilweise, ganz oder über-neutralisiert, dann ergeben sich noch andere Effekte. Dann liegt neben dem Dissoziationsgleichgewicht der Säure und dem des Wassers auch noch das der Base vor, und man hat für die Berechnung der pH-Werte alle drei entsprechenden Massenwirkungsgesetze zu berücksichtigen. Hier kann es pH-Bereiche bzw. Konzentrationsbereiche geben, in denen sich der pH-Wert bei Konzentrationsänderung nur sehr wenig, praktisch gar nicht, ändert - das sind dann Bereiche mit pH-Puffer-Wirkung (Wikipedia: Puffer (Chemie)). Die Abhängigkeit des pH-Wertes von der Konzentrationsänderung an Säure oder Base läßt sich durch die Größe Pufferkapazität angeben.
Natürlich ändert sich der pH-Wert, er geht beim Verdünnen einer Säure auf 7 zu, dh. wird also grösser, aber nie grösser als 7.
Natürlich ändert sich der pH-Wert der sauren Lösung beim Verdünnen. Was wahrscheinlich gemeit war, ist die Anzahl der Protonen (H3O+) die in der Lösung konstant bleibt, was z.B. bei Neutralisations-Titrationen ausschlaggebend ist.
Hallo,
Ich bin nur Chmieinteressierter und daher kein Fachmann dafür; aber für mich erscheint es nur logisch das sich der PH- Wert ändern muss.
Nehmen wir an wir haben eine Säure vom PH Wert= 3
und geben dazu jetzt Wasser(neutral)PH=7 und vermischen es; so müsste sich die Säure entweder verdünnen bzw. zumindest der Säuregehalt abschwächen oder durch genügend Wasser neutralisieren.
Die Konzentration des Substanzgemisches in ihren Verhältnissen zueinander müsste sich (für mich ersichtlich) logischerweise verändern und somit auch der PH Wert dessen.
LG
Hallo Chalalax,
nat. ändert sich der ph-Wert einer Säure beim Verdünnen (so wie sich auch der pOH-Wert ändert. Der pH-Wert ist ein (neg.) dekadischer Log. der H3O+ konzentration ----> wichtig ist das Wort „dekadisch“, also 10er Schritte!!! Jede Ph-Stufe erreichst du mit einer 1:10 Verdünnung … z.B. ein Liter einer 0,1 mol Salzsäure mit einem pH-Wert von 1, bekommst du auf den pH-Wert 5 durch eine Verdünnung von 1: 10.000 (also mit 9.999 Litern Wasser.
Allerdings nur bis zu einem pH-Wert von 7 (Grund ist die „Autoprotolyse von Wasser“ … Wasser hat ja schon einen pH-wert von 7).
Ich hoffe ich konnte helfen, wenn nicht frag´noch einmal nach.
gruß Holden
Ändert sich.
Wie du schon gesagt hast, ist der pH wert abhängig von der konzentration der H+ Ionen in der lösung und wenn du die lösung nur mit wasser verdünnst, änderst du die konzentration der H+ ionen und damit den pH wert.
Man kann etwa sagen, dass die zehnfache verdünnung den pH wert um ca 1 erhöht. (Die formel basiert auf einem dekadischen logarithmus (basis 10) ).
Du siehst das total richtig und alle anderen nicht so ganz richtig 