Frage von Forever0, 23

Anion-Konzentration?



Wie berechne ich die Anionkonzentration (mol/L), wenn die Anfangs- und H+-konzentration sowie die Extinktion bekannt sind?

Bsp:

H+ = 0,000006 mol/L (da pH = 6)

Anfangskonzentration = 0,0004 mol/L

Extinktion = 0,15

Die Lösung ist eine 0,0004 molare Lösung aus 44,2ml 0,1 M Zitronensäure und 75,8ml 0,2 M Na2HPO4.



Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 16

Welches Anion? Die Zitronensäure hat ja drei davon.

Grundsätzlich übers Massenwirkungsgesetz. Das hat ja die Form

Kₐ = c(H₃O⁺) · c(A⁻) / c(HA)

Wenn Du den pH-Wert, also c(H₃O⁺), kennst, dann siehst Du, daß Du das Verhältnis der Konzentrationen von Anion und Säure konstant ist und von nichts mehr abhängt:

Kₐ/c(H₃O⁺)   =  c(A⁻) / c(HA)

und die Linke Seite der Gleichung kennst Du ja. Außerdem weißt Du, wie groß die Summe c(A⁻) + c(HA) ist, denn das ist als Anfangskonzentration gegeben.

So wie ich das geschrieben habe, gilt es für eine einbasige Säure. Für eine mehrbasige wie Zitronensäure kriegst Du nun mehrere Verhältnisse plus eine Bilanz

K₁/c(H₃O⁺) = c(H₂A⁻) / c(H₃A)

K₂/c(H₃O⁺) = c(HA²⁻) / c(H₂A⁻)

K₃/c(H₃O⁺) = c(A³⁻) / c(HA²⁻)

c(H₃A) + c(H₂A⁻) + c(HA²⁻) + c(A³⁻) = c₀ (Anfangskonzentration)

Vier Gleichungen, vier Variable, das sieht machbar aus. Bei den meisten Säuren könnte man Näherungen abbringen (weil je nach pH nur zwei verschiedene Ionen in merklichen Mengen vorliegen), aber bei Zitronen­säure geht das nicht so gut — für pH=4 bekommt man z.B. 9.4% H₃A, 76.5% H₂A⁻, 13.6% HA²⁻ und immerhin noch 0.5% A³⁻, mit den pKₐ-Werten 3.09, 4.75 und 5.41.

Es würde vielleicht helfen, wenn Du die ganze Frage postest.

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