Konzentration CO3^2- in wässriger Lösung Na2CO3 mit dem pH Wert 11?

Hallo, habe bei oben genannter Frage aus meinem Grundkurs Schwierigkeiten, hoffe auf Hilfe😃

Answer 1

[indiachinacook]

Das Natriumcarbonat reagiert basisch, weil

CO₃²¯ + H₂O ⟶ HCO₃¯ + OH¯

Das ist eine Gleichgewichtsreaktion; wir brauchen also eine Säurekonstante, genauer gesagt die zweite Dissoziationsstufe der Kohlensäure, pKₐ₂=10.33 bzw. Kₐ₂=10¯ᵖᴷᵃ²=​4.68⋅10¯¹¹ mol/l. Die beschreibt nämlich die Reaktion

HCO₃¯ + H₂O ⟶ CO₃²¯ + H₃O⁺

und das ist genau das pH-abhängige Gleichgewicht zwischen HCO₃¯ und CO₃²¯, das wir zur Lösung dieser Aufgabe brauchen. Wir wissen ja aus der ersten Reaktions­gleichung, daß sich bei der Reaktion des Carbonats gleich viel HCO₃¯ und OH¯ bilden, und auch, daß c(H₃O⁺)=10¯ᵖᴴ=10¯¹¹ mol/l ist, daher c(OH¯)=​10¯³=​0.001 mol/l=​c(HCO₃¯). Jetzt schreiben wir das Massenwirkungsgesetz für die zweite Reaktion auf:

und da wir alle Größen in dieser Gleichung bereits kennen, können wir die Carbonat-Konzentration sofort ausrechnen: c(CO₃²¯)=0.0047 mol/l.

Das ist die Gleichgewichtskonzentration des Carbonats in dieser Lösung. Wir wissen ja bereits, daß sich außerdem 0.001 mol/l HCO₃¯ in der Lösung herumtreiben, die auch aus Carbonat durch die Salzhydrolyse entstanden sind (Gleichung 1). Wenn nach der Ein­waage­kon­zen­tra­tion gefragt ist (also wieviel Natrium­carbonat man im Wasser lö­sen muß, um diese Lösung mit pH=11 zu bekommen), dann muß man das mit­berück­sich­tigen, die Antwort lautet dann folglich 0.0056 mol/l.

Du mußt Deine Fragestellung genau lesen, um herauszufinden, welche dieser beiden Ant­worten zur Frage paßt. Außerdem sollte Deine Angabe auch in irgendeiner Form die von mir verwendete Säurekonstante pKₐ₂=10.33 enthalten, sonst kannst Du ja nichts ausrechnen.