Hallo Leute,
brauche mal eure Hilfe den mein Chemie Wissen reicht nicht aus um meinen Sohn bei den Hausaufgaben zu helfen.
Berechnen sie die ph werte folgender Lösungen mit den Konzentrationen in mol *1 hoch -1.
Essigsäure 1; 0,1
Ammoniak 1; 0,01
Fluorwasserstoffsäure 0,1
Kaliumlauge 0,2
Natriumcarbonat 0,08
Natriumamid 0,1
Natriumhydrogensulfat 1
Ammoniumchlorid 0,1
Kaliumcarbonat 0,6
EisenIII-chlorid 1
Trinatriumphoshat 1
Zinksulfat 0,01
Aluminiumchlorid 0,1
lautet die Aufgabe.
Ich habe keine Ahnung von sowas, deshalb wäre ne kleine Lösungsanleitung nicht schlecht aber verständlich sollte sie sein
Hallo,
Puh, „keine Ahnung“ ist ja nicht gerade viel… 
Ich wills mal versuchen…
Im Wasser gibt es neben H2O auch immer H3O+ und OH- Ionen. Der pH ist der negative dekadische Logarithmus der H3O±Konzentration (c(H3O+)):
pH = -log c(H3O+)
Je höher c(H3O+), desto kleiner der pH-Wert. Ein pH-Wert von 0 (Null) entspricht einer H±Konz von 1 mol/L, ein pH von 1 entspricht 0,1 mol/L usw. In reinem Wasser bilden sich spontan sehr wenige H3O+ und OH- Ionen, und zwar jeweils 0,0000001 mol/L, was einem pH von 7 entspricht.
Säuren erniedrigen den pH, weil sie H+ abgeben und so die c(H3O+) erhöhen:
HA + H2O A- + H3O+
Ein H+ ging von der Säure (A, für engl. acid) auf ein Wasser-Molekül über. Das A- ist das von der Säure übriggebliebene Anion, welches als ‚konjugierte Base‘ bezeichnet wird (‚Base‘, weil es ja wieder ein H+ aufnehmen kann!).
Je besser/leichter/lieber ein Stoff H+ abgibt, desto stärker ist die Säure. So ist HCl eine stärkere Säure als HNO3 (Salpetersäure), und die ist wiederum stärker als zB. Ameisensäure. Wie stark Säuren sind, kann man messen - oder in Tabellen nachsehen. Quantifiziert wird die Stärke anhand des pKs-Wertes (der ähnlich dem pH-Wert auch ein negativer Logarithmus des Ks-Wertes ist). Je kleiner der pKs-Wert (also je größer der Ks-Wert, desto stärker ist die Säure. Der Ks-Wert ist eine Gleichgewichtskonstante, die beschreibt, welche Gleichgewichtslage von Säure (HA) und konjugierte Base (A-) sich einstellt:
Ks = c(H3O+) * c(A-) / c(HA)
Da jedes HA ein H+ abgibt und so ein H3O+ erzeugt, ist (in sehr guter Näherung)
c(H3O+) = c(A-)
Womit sich die Formel vereinfachen läßt zu
Ks = c(H3O+)² / c(HA)
Ziehen wir den negativen Logarithmus:
pKs = 2*pH + log c(HA)
Das läßt sich natürlich umstellen nach dem pH:
pH = 1/2 * (pKs - log c(HA))
Wenn man pKs und c(HA) kennt, kann man also den pH ausrechnen.
Dazu ein Beispiel: Eine Lösung mit 0,1 mol/L Essigsäure:
pKs (nachsehen in Tabelle) hat einen pKs von 4,8.
c(HA) = 0,1 mol/L (war ja gegeben)
pH = = 1/2 * (4,8 - log 0,1) = 1/2 * (4,8 - (-1)) = 1/2 * (5,8) = 2,9
Jetzt gibt es noch eine Sache zu beachten:
Die Formel funktioniert nicht gut, wenn die Säure so stark ist, dass sie in Wasser vollständig dissoziiert, d.h., dass jedes HA sein H+ abgibt. Als Richtwert dient hier ein pKs HB+ + OH-
(B ist die Base, die ein H+ aufnimmt; hier nennt man HB+ die ‚konjugierte Säure‘).
Beispiel: 0,1 mol/L Ammoniak (NH3)
pKb (Tabelle!) = 4,8.
c(B) = 0,1 mol/L
pH = 14 - pOH = 14 - 1/2*(pKb-log c(B)) = 14 - 1/2*(4,8-(-1)) = 14-2,9 = 11,1.
Konzentrationen in mol *1 hoch -1.
das soll wohl „mol \ *L hoch -1“ heißen, was gleich mol/L ist.
Die pKs und pKb-Werte sollte Dein Sohnemann haben (Chemiebuch oder Zettel vom Lehrer), zur Not im Internet nachgucken (zB. http://www.tgs-chemie.de/pks-werte.htm).
Ich hoffe, ich habe jetzt keinen Fehler eingebaut und die Rechnungen sind verständlich gewesen. Viel Erfolg,
Jochen