Hallo!
In der Schule gehörte kam das Berechnen von pH-Werten sehr häufig vor. Für die Schulchemie gibt es dort das Gleichgewicht:
Ks= (c(H3O+)*c(Ac-))/c(HAc).
Diese Gleichung berücksichtigt die Autoprotolyse nicht. Das bedeutet wenn z.B. eine schwache Säure in sehr geringer Konzentration vorliegt, erhält man durchaus pH-Werte über 7. Im Unterricht hatten wir bei schwach konzentrierten starken Säuren einmal die Autoprotolyse des Wassers mit berücksichtigt (pH= - log (co+10^-7)). Wie sieht das aber bei schwachen Säuren aus.
Im Buch „Chemie für Sek II“ aus dem Schroedelverlag wird in einem Exurs einmal auf eine Gleichung 3. Grades eingegangen, die das Problem löst. Es gilt: Bei x=c(H3O+) u. kw=10^-14
x^3+Ks*x*x-(Kw+Ks*co)*x-Ks*Kw=0
Mich würde interessieren, ob jemand mir etwas über die Entstehung dieser Gleichung sagen könnte. Eigentlich müßte es solche genauen Gleichungen ja auch für das Berechnen von Pufferlösungen geben. Ich habe in allen Schulchemiebüchern nichts gefunden. Kann mir jemand helfen?
Hi Ben !
Über die Gleichung kann ich Dir nichts genaueres sagen. Es ist aber wie folgt:
Bei Säuren deren Ks 10^-4 ist musst Du folgende Gleichung verwenden:
Ks= c^2 (H3O+) / (c(HA) - c(H3O+)) bzw. c(HA)=(c^2(H3O+)/Ks) + c(H3O+)
Bei sauren Pufferlösungen nimmst Du:
pH=pKs + Lg (c(Salz) / c(Säure)) bzw. die Formel die Du schon genannt hattest.
Viel mehr brauchst Du doch gar nicht - oder ?
Gruß - Achim
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Vielen Dank für die Antwort, Achim!
Die Formeln zum pH-Wert berechnen sind gut, jedoch laufe ich z.B dann aus dem Rahmen, wenn ich z.B. eine Titration von Ameisensäure (oder einer etwas stärkeren Säure) berechnen will. Dann gilt die Formel für Pufferlösungen nicht mehr.
Deshalb wollte ich fragen, ob sich jemand auskennt um solche Säuren rechnerisch zu titrieren, die also zwischen starker Säure und schwacher Säure liegen.
- Wenn man den pH-Wert von schwachen Säuren bei geringer Konzentration exakt berechnen will, dann hilft keine einfache Formel mehr. Hier würde man entweder einen pH-Wert über 7 als Ergebnis erhalten, was falsch ist, oder man vereinfacht das Problem und sagt der pH-Wert liegt bei etwa 7.
Mir ist klar, dass pH-Wertberechnungen nicht so interessant sind, aber ich versuche zur Zeit für mich ein Computerprogramm zu schreiben, was einprotonige Säuren automatisch „exakt“ rechnerisch titriert und obwohl wir in der Schule Titrationen von Salzsäure und Essigsäure gemacht haben, ist es mir nicht möglich die geschilderten Fälle genaue Titration von Ameisensäure zu berechnen, da auch in Chemiebüchern keine Titrationskurven von Ameisensäuren zu finden sind.
Nebenbei habe ich inzwischen die Funktion dritten Grades (Sie berücksichtigt die Autoprotolyse des Wassers) ausprobiert und sie funktioniert in meinem Computerprogramm gut. Jedoch reicht diese ja nicht aus, um eine ganz Titration zu berechnen.
Alles Gute
Ben
Nebenbei habe ich inzwischen die Funktion dritten Grades (Sie
berücksichtigt die Autoprotolyse des Wassers) ausprobiert und
sie funktioniert in meinem Computerprogramm gut. Jedoch reicht
diese ja nicht aus, um eine ganz Titration zu berechnen.
Ich habe irgendwann einmal die komplette Formel für die Titration einer schwachen Säure mit einer starken Base unter Berücksichtigung der Autoprotolyse des Wassers hergeleitet. Sie hat ein ganzes A4-Blatt gefüllt.