Frage von lateinchiller, 22

Berechne die Masse an Ammoniak, um den pH-Wert 10 in 1 l Wasser zu erreichen. Wer kann helfen?

Dabei bin ich aufgeschmissen. Wer kann mir helfen ? Irgendwie ist es ja glaub ich anders als zB bei HCl, da ja Ammoniak drei H+ besitzt aber es gibt ja meistens nur eins ab. Ich war jetzt so weit: c = 10^-10 mol/l; n= Ans × 1 l = 10^-10 mol; m = 10^-10 mol × 17g/mol = 1,7 × 10^-9 g ?? Die richtige Lösung ist aber glaube ich 1,7 × 10^-3 g ??

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 7

Ich komme auf 11.3 mg/l.

Ammoniak ist eine schwache Base, also gilt

NH₃ + H₂O   ⥃    NH₄⁺ + OH⁻

Das Gleichgewicht liegt auf der linken Seite, die meisten NH₃-Moleküle tun also gar nichts, aber ein kleiner Teil reagiert und liefert OH⁻. Wieviele es genau sind, wird mit einer Gleichgewichtskonstante beschrieben; man kann z.B. die Säurekonstante von NH₄⁺ nehmen Kₐ=5.6·10⁻¹⁰ mol/l bzw ihren negativen Logarithmus, pKₐ=9.25. Die Gleichgewichtskonstante für die oben angeschriebene Basenreaktion bekommt man dann einfach mit der Wasserkonstante Kw=10⁻¹⁴ mol²/l² als

Kw / Kₐ = c(NH₄⁺) · c(OH⁻) / c(NH₃)

Nun wollen wir pH=10, also c(OH⁻)=10⁻⁴ mol/l,c(NH₄⁺) muß gleich groß sein, weil die von der Reaktion in gleichen Stückzahlen produziert werden. Diese Konzentration nenne ich x. Für jedes gebildete OH⁻ verschwindet auch ein NH₃ (das sich in NH₄⁺ umwandelt). Nennen wir die Einwaage­konzentra­tion c₀, dann kriegen wir die folgende Gleichung:

Kw/ Kₐ = x² / (c₀−x)

Laut Angabe soll x genau 10⁻⁴ mol/l sein (pH 10), also können wir die Gleichung nach c₀ auflösen und kriegen 0.000662 mol/l, und mit der molaren Masse 17 g/mol sind das dann 0.0113 g/l.

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