PH-Wert Berechnung < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo und ein frohes neues Jahr an alle..
Ich habe in meinen Uni-Aufzeichnungen eine Aufgabe gefunden (ohne Lösung) und weiß nicht wie ich sie lösen kann:
20 mL einer wässrigen Lösung von Phosphorsäure (c = 0.1 mol/L)
werden mit 3 mL Natronlauge (c = 1.0 mol/L) versetzt. Berechnen Sie den pHWert
des Gemisches (pKS-Werte von Phosphorsäure: pK1 = 2, pK2 = 7, pK1 = 12)
Mein Problem ist, dass ich nicht weiß, wo ich ansetzen soll, weil es ja unterschiedliche Mengen und auch noch unterschiedliche Konzentrationen sind; da kann ich deshalb wohl nicht so ohne weiteres mit der Formel fürs MWG oder für den PH-Wert ran gehen..
Kann mir jemand helfen??
Vielen Dank schon mal.
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Danke, das ist sehr interessant aber wie kombiniere ich das denn mit einer Reaktion der Phosphorsäure mit NaOH???
Hat jemand vielleicht einen Ansatz wie ich das rechne?? (p.s. ist keine Aufgabe, die ich abgeben muss oder so... ich möchte das nur lernen und versthen, wie ich das mache..)
LG
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 16:20 So 03.01.2010 | | Autor: | Princess17 |
Hallo pythagora,
ich würde es vielleicht so versuchen:
1. [mm]c(H_3O^+)[/mm] aus der Dissoziation der Phosphorsäure berechnen (mit der p-q-Formel für mittelstarke Säuren)
2. NaOH als starke Base reagiert komplett mit den dissozierten [mm]H_3O^+[/mm]-Ionen --> Neutralisation
3. pH-Wert mit den [mm]H_3O^+[/mm]-Ionen ausrechnen, die überbleiben
Aber irgendwie glaube ich nicht, dass das richtig ist ;)
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:59 So 03.01.2010 | | Autor: | Ayame |
Hallo
Als erstes würde ich mich nur auf die Phosphorsäure konzentrieren.
Du hast gegeben pks-Werte und konzentration daher ist es leicht das gleichgewicht schritt für schritt auszurechnen :
1.Schritt : [mm] H_{3}PO_{4} [/mm] + [mm] H_{2}O [/mm] --> [mm] H_{2}PO_{4}^{-} [/mm] + [mm] H_{3}O^{+}
[/mm]
Also rechne den [mm] pks_{1} [/mm] in den [mm] K_{s} [/mm] wert um und letzte alles in die Gleichgewichtsgleichung ein :
[mm] K_{s} [/mm] = [mm] \bruch{c(H_{3}O) * c(H_{2}PO_{4})}{c(H_{3}PO_{4})}
[/mm]
Dann bekommst du die konzentration an [mm] H_{3}O^{+} [/mm] Ionen die gleich des der konzentration an [mm] H_{2}PO_{4} [/mm] Ionen ist.
2. Schritt : Einige der entstanden [mm] H_{2}PO_{4}^{-} [/mm] werden weiter protonieren zu [mm] HPO_{4}^{2-}. [/mm] Wie viele das rechnest du wieder mit der Gleichgewichtsgleichung aus.
3. Shritt wieder wie viele von den [mm] HPO_{4}^{2-} [/mm] zu [mm] PO^{3-} [/mm] protonieren (sehr sehr wenige - kann man eigentlich sich staren)
Am ende fasst du zusammen wie viel Mol an Ionen ist enstanden : [mm] H_{3}O^{+} [/mm] Ionen !!!
Jetzt kommt die Natronlauge ins Spiel : Diese protonisiert vollständigt : also ist c(NaOH) = [mm] c(OH^{-})
[/mm]
Diese Neutralisieren einen teil der [mm] H_{3}O^{+} [/mm] oder vllt auch alle. Wirst dz ja dann sehen.
Hier guckst du dann wie viele [mm] H_{3}O^{+} [/mm] bzw . [mm] O^H^{-} [/mm] am ende übrig sind und berechnest dann den PH-Wert bzw. POH-wert !
-lg(c( [mm] H_{3}O^{+})) [/mm] = dein gesuchter PH-Wert
Ende
Eigentlich eine einfache aufgabe aber echt viel arbeit.
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Hi, Pythagora, Hi, Princess,
naja: Das Hauptproblem
(neben der Tatsache, dass ich so eine Aufgabe auch noch nie gerechnet habe)
ist, dass die Stoffmenge an NaOH (und damit an Hydroxidionen) größer ist
als die der Phosphorsäure:
[mm] n(H_{3}PO_{4}) [/mm] = 0,1 mol/l * 0,02 l = 0,002 mol.
n(NaOH) = 1 mol/l * 0,003 l = 0,003 mol.
Wenn wir also stark vereinfacht davon ausgehen, dass die maximal mögliche
Stoffmenge an NaOH nach der Reaktionsgleichung
[mm] H_{3}PO_{4} [/mm] + NaOH [mm] \to NaH_{2}PO_{4} [/mm] + [mm] H_{2}O [/mm] umgesetzt wird,
also 0,002 mol,
dann bleiben noch 0,001 mol NaOH übrig, die nun mit dem Dihydrogenphosphat reagieren können nach:
[mm] NaH_{2}PO_{4} [/mm] + NaOH [mm] \to Na_{2}HPO_{4} [/mm] + [mm] H_{2}O [/mm]
Wenn wir auch hier eine vollständige Umsetzung voraussetzen, dann bleibt von der Natronlauge am Ende
praktisch "nichts übrig", während näherungsweise 0,001 mol [mm] NaH_{2}PO_{4} [/mm]
und auch 0,001 mol [mm] Na_{2}HPO_{4} [/mm] in der Lösung vorhanden sind.
Daraus und aus dem gegebenen Wert für pKs2 müsste man den pH-Wert bestimmen können, nämlich: 7.
Aber: Sicher bin ich mir bei der Vorgehensweise nicht!
mfG!
Zwerglein
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 23:35 So 03.01.2010 | | Autor: | Princess17 |
@Ayame: Das meinte ich auch :)
@Zwerglein: Das ist es!! Wie konnte ich das übersehen. ;) Habs nicht nachgerechnet, aber der Weg ist bestimmt richtig. Klar, man kann nicht einfach davon ausgehen, dass sich beides neutralisiert, wenn von der NaOH viel mehr da ist^^
@pythagora: Vielleicht könntest du den Prof oder wer auch immer die Aufgabe gestellt hat, mal nach der richtigen Antwort fragen. Interessiert mich ja nun auch, wie der sich das gedacht hat, dass man die Aufgabe rechnet :)
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:33 Mi 06.01.2010 | | Autor: | pythagora |
Hallo ihr Lieben,
nochmals vielen dank für eure Hilfe, aufgrund der Anfrage nun hier die Lösung; so müsste es sein...
LG
pythagora
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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http://www.deinchemielehrer.de/schuelerspezial/phosphorsaeure.htm