Frage von eymar86, 20

Mit wieviel Wasser muss man 50ml einer 0,002 M H2SO4 verdünnen um eine pH-Wert von 4 zu erhalten?

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 7

Zunächst mal die Frage: Wie hoch ist der pH-Wert einer 0.002 mol/l H₂SO₄? Naïv würde man einfach sagen H₂SO₄ ist stark und zweibasig, also bilde ich den Zehner­logarith­mus der doppelten Kon­zentration.  Das liefert das Ergebnis pH=2.40. Das stimmt aber nur ungefähr, weil die zweite Dis­sozia­tion nicht voll­ständig ist; die richtige Antwort lautet 2.46. Das ist nicht ganz trivial aus­zurech­nen, da braucht man das Massen­wirkungs­gesetz dazu.

Nun schauen wir uns die Verdünnung an. Wenn wir das einfache Modell ver­wen­den, dann wollen wir eine H₃O⁺-Konzentration von 0.0001 mol/l, oder 10⁻⁴ mol/l. Dazu müßte die H₂SO₄ die halbe Konzentration haben, also 0.00005 mol/l. Wir brauchen also eine Verdünnung um den Faktor 40, und müssen 39*50=1950 ml H₂O dazugießen (dann haben wir genau 2 Liter der verdünnten Lösung).

Und wie gut stimmt das? Wenn man es ordentlich durchrechnet, dann hätte diese 0.00005 mol/l H₂SO₄ einen pH von 4.002, stimmt also sehr gut. Wenn Du es supergenau rechnen willst, kommst Du auf die Antwort

1940 ml

.

Du siehst also, daß der Effekt durch die unvollständige zweite Dissoziations­stufe der H₂SO₄ bei der stärkeren Konzentration mehr ausgeprägt ist als bei der schwächeren.

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