Hy,
ich suche eine Formel, die mir die Lösung auf folgende Frage ausspuckt:
Wenn ich einen pH- Wert x messe (in der Wassermenge y) wieviel Menge z an Schwefelsäure (98%, 2wertig, Molmasse 98g/mol, Dichte 1,83kg/l)) muss ich dann zugeben, um den Wunsch-pH A zu erhalten?
Gut wär zwar wenn ich die auch verstehen würde, Hauptsache ist aber, dass sie funktioniert. Ich hab bereits Kontakt zu 2 Chemikern aufgenommen, aber anscheinend gestaltet sich das ganze schwieriger als gedacht. Die ganzen theorethischen Grundlagen sind mir klar (pH-Wert= -log c H+ Ionen; Dissoziation von 100% angenommen usw.) aber auf die Formel bin ich bis jetzt immer noch nicht gekommen. Vor allem scheint´s ein besonders Problem zu geben, wenn das Wasser einen pH von genau 7 hat. Bei über 7 ist´s anscheinend auch nicht einfach (Es handelt sich um „normales“ Stadtwasser, also max. ph 8-9).
Bin mal gespannt, ob mir hier jemand weiter helfen kann, schon mal vielen Dank
Raul
Hi Raul,
wenn es sich um reines Wasser handelt, das keine Substanzen enthält die puffern können sollte es folgendermaßen zu berechnen sein.
von pH 7 auf pH 6: 9 \* 10<sup>-7</sup>mol H<sup>+</sup>-Ionen = 0,45 \* 10<sup>-7</sup> mol Schwefelsäure
von pH 6 auf pH 5: 9 \* 10<sup>-6</sup>mol H<sup>+</sup>-Ionen = 0,45 \* 10<sup>-6</sup> mol Schwefelsäure
von pH 5 auf pH 4: 9 \* 10<sup>-5</sup>mol H<sup>+</sup>-Ionen = 0,45 \* 10<sup>-5</sup> mol Schwefelsäure
und so weiter, bis man schließlich
von pH 1 auf pH 0: 9 \* 10<sup>-0</sup>mol H<sup>+</sup>-Ionen = 0,45 \* 10<sup>-0</sup> mol Schwefelsäure
= 0,45 mol erhält.
Sobald aber irgend etwas puffert, stimmt es zumindestens bei den Werten um den Neutralpunkt nicht mehr.
Was außerdem nicht in der Rechnung enthalten ist, ist die Volumenänderung, die durch die Zugabe der Schwefelsäure stattfindet und auch den pH-Wert etwas ändert. Auch ist zu beachten, daß bei pH-Werten unter 1 der Aktivitätskoefizient der Schwefelsäure auch nicht mehr 1 ist.
Um alle Faktoren zu berücksichtigen dürfte eine recht komplexe Formel rausspringen, die ich auf die schnelle nicht zusammenzimmern kann.
Gandalf
Wenn ich einen pH- Wert x messe (in der Wassermenge y) wieviel
Menge z an Schwefelsäure (98%, 2wertig, Molmasse 98g/mol,
Dichte 1,83kg/l)) muss ich dann zugeben, um den Wunsch-pH A
zu erhalten?
Die Hydroniumionenkonzentration [H3O+] errechnet sich aus der Normalität N (N = Konzentration/Wertigkeit) einer sehr starken Säure nach
[H3O+] = N/2 + wurzel(N²/4 + Kw)
Da das Ionenprodukt Kw = 10-14 mol²/l² des Wassers sehr klein ist, muß man bei der Verwendung dieser Formel mit mehr als 14 signifikanten Ziffern rechnen (beim programmieren soillte man also den Typ extended verwenden). Da beispielsweise Excel nur mit double (also 14 signifikanten Stellen) rechnet, treten dort für sehr kleine und negative Normalitäten deutliche Rechenfehler auf.
Außerdem ist zu beachten, daß sich die Normalitäten beim vermischen nicht exakt additiv verhalten:
N1+2 = (N1*V1 + N2*V2)/(V1 + V2)
Die Normalität Deiner Schwefelsäure beträgt übrigens 36,6 mol/l.