Kann man mithilfe der Formel für den pH-Wert der mittelstarker Säuren alle pH-Werte aller Säuren genau berechnen?
Hallöchen,
Morgen werde ich meine Chemie Klausur schreiben und ich stelle mir die Frage, ob man für die Formel für den pH-Wert der mittelstarker Säuren (pH= -lg( -Ks/2 + wurzel(Ks²/4 +KsC0)) alle pH-Werte aller Säuren genau berechnen kann?
Meine Chemielehrerin meinte, dass die Formel den pH-Wert am genausten berechnet (, neben der Formel für den pH-Wert der schwachen und starken Säuren). Wenn man es für alle Säuren berechnen kann, welche pKs-Werte bekommen dann die starken Säuren und Basen, wie z.B Salzsäure oder Natronlauge.
Ich hoffe ihr könnt mir helfen. :)
2 Antworten
Nein, die Formel geht nicht immer — wenn die Säure so verdünnt (oder so schwach) ist, daß der pH der realen Lösung nicht viel unter 7 liegt, dann kommt ja auch noch die Autoprotolyse des Wassers ins Spiel, und dann scheitert die Formel, und man muß eine bessere verwenden. So wie Deine Formel definiert ist, würde sie in manchen Fällen sogar pH>7 ergeben, was natürlich für eine Säure niemals stimmt.
Beispiel: Essigsäure, pKₐ=4.74, c₀=5⋅10⁻⁸ mol/l. Die Formel sagt pH=7.30 voraus, richtig wäre aber 6.89.
Man muß bei den Näherungsformeln mehrere Fälle unterscheiden: Ist die Dissoziation stark, schwach oder irgendwie. Für stark gibt es eine einfache Näherungsformel, für schwach auch, und für den allgemeinen Fall ist sie etwas schwieriger (mit Wurzel und so). Aber wenn der pH knapp an 7 liegt, braucht man in jedem dieser drei Fälle andere Formeln, die berücksichtigen, daß Wasser selbst ja auch H₃O⁺ beisteuert.
Und hier siehst Du all die Formeln, wobei c₀ die nominale Konzentration der Säure ist.
Die Formel rechts unten faßt alle anderen zusammen und kann immer verwendet werden, solang die Säure nur einbasig ist; die funktioniert bei jeder Säurestärke und jeder Konzentration (aber nicht zu konzentriert, weil man dann Aktivitätskoeffizienten braucht). Trotzdem mag sie niemand, aus welchem Grund auch immer.
Für Basen kannst Du diese Formeln auch benutzen, dann setzt Du eben statt der Säurekonstanten die Basenkonstante ein, und das Resultat ist dann nicht der pH-Wert sondern der pOH-Wert.
Hmm, Nachtrag: Für eine starke Säure setzt Du einfach eine große Säurekonstante ein, alles größer als 1000 sollte klappen. Dann liefern die Formeln in der dritten Zeile dasselbe Resultat wie die in der ersten Zeile.
Diese Formel folgt ja direkt aus der Säurekonstanten Ks, würde sagen, das geht, teste das aber am besten mal aus, die pKs und pKb Werte kannst du aus deiner Formelsammlung ablesen