Chemie - Mischung verschiedener Konzentrationen - Berechnung?
Hallo zusammen,
vielleicht kann mir jemand helfen, ich komme nicht mehr weiter. Die Aufgabe lautet wortgenau wie folgt:
Welcher pH-Wert resultiert, wenn man gleiche Volumina zweier Lösungen mit den Wasserstoffaktivitäten von 10^-9 und 8*10^-6 mol/L vermischt (beide Lösungen enthalten nur starke Elektrolyte)?
Die Anmerkung mit den Elektrolyten verstehe ich so, dass eine starke Säure vorliegt, die in Wasser quasi vollständig dissoziiert. Die Wasserstoffaktivität soll die Protonenkonzentration darstellen. Oder mache ich da evtl. schon einen Denkfehler?
In meinem ersten Ansatz habe ich festgelegt, jeweils genau einen Liter Volumen beider Lösungen zu mischen. Daraus folgt, dass ich die Stoffmengen A=10^-9 mol und B=8*10^-6 mol, somit also eine Gesamtstoffmenge C=8,001*10^-6 in insgesamt 2 L Lösungsmittel vorliegen habe. Die Protonenkonzentration D im Gemisch wäre demnach:
(A [mol] + B [mol])/ 2 L = D
= C [mol] / 2 L = D = 4,001*10^-6 mol/L
Und da in der Aufgabe ja von vorneherein die Protonenkonzentration angegeben war, lässt sich die erhaltene Konzentration im Gemisch mit pH=-log(D) in den pH-Wert umrechnen. Da komme ich auf einen Wert von etwa 5,4.
Ich hab das Gefühl, irgendwo ganz gewaltig was außer Acht gelassen zu haben. Unsere Dozentin hat uns zur Kontrolle die Ergebnisse zur Verfügung gestellt, allerdings wurde da pH = 8,0 berechnet. Einen Lösungsweg haben wir dazu leider nicht erhalten. Hat jemand eine Idee?
Vielen Dank und LG,
Mondfee
1 Antwort
a(H3O⁺) = 10⁻⁹ mol/L heißt doch, dass der pH-Wert 9,0 ist. Die Lösung ist somit basisch.
a(H3O⁺) = 8 * 10⁻⁶ mol/L entspricht einem pH-Wert von 5,1 und ist damit sauer.
Und da pH 5,1 und pH 9,0 fast den gleichen Abstand vom Neutralpunkt 7,0 haben, kommt bei einer Mischung zu gleichen Teilen ein pH-Wert von etwa 7,0 raus. Warum ein pH-Wert von 8 resultieren sollte, erschließt sich mir nicht. Man kann das sicherlich noch exakter rechnen, aber das Ergebnis dürfte nicht sehr abweichen.
Bei Deiner Rechnung hast Du nicht berücksichtigt, dass hier eine fast vollständige Neutralisation abläuft.
Machen wir die Rechnung doch einmal sauber auf. Einerseits haben wir 8 * 10⁻⁶ mol/L Oxoniumionen und andererseits 10⁻⁵ mol/L Hydroxdionen. Durch gegenseitige Verdünnung halbieren sich die Konzentrationen.
a(H3O⁺) = 4 * 10⁻⁶ mol/L
a(OH⁻) = 0,5 * 10⁻⁵ mol/L
Nach der Neutralisation verbleiben:
a(OH⁻) = 0,5 * 10·⁵ mol/L - 4 * 10⁻⁶ mol/L = 1 * 10⁻⁶ mol/L
Folglich ist dann a(H3O⁺) = 10⁻¹⁴/10⁻⁶ mol/L = 10⁻⁸ mol/L
==> pH = 8
Meine Hauruckmethode war also eindeutig ziemlich daneben.
Vielen lieben Dank! Jetzt habe ich meinen Fehler verstanden!
Erstmal vielen Dank für deine Antwort.
Ich hätte gedacht, da mit dem pH-Wert in Potenzen gerechnet wird, das man 1:10 verdünnen muss, damit man um eine Potenz verschiebt. Und bei10^-9 währe die Konzentration ja so gering, dass es nicht wirklich viel ausmachen sollte.