pH-Wert Berechnung Phosporsäure?

Hallo,

ich hadere gerade mit einer Chemie Aufgabe. Ich habe die Konzentration der Phosporsäure gegeben (0,333mol/l) und soll anhand dieser den pH-Wert berechnen. Zudem habe ich diese Formel gegeben: -log(H+). Ich weiß, dass H3PO4 eine dreiprotonige Säure ist und hätte jetzt die Konzentration mit 3 mal genommen und dann in die Formel eingesetzt. Da kommt aber eine sehr kleine Zahl raus und das ist sehr sicher falsch. Ist mein Ansatz denn richtig? Ich bitte um eine verständliche Erklärung.

Answer 1

[Picus48]

Die pKs-Werte für die drei Protolysestufen sind 2,16, 7,21 und 12,32. Man kann in wässrigen Lösungen die pH-Berechnung mit ausreichender Genauigkeit auf die erste Protolysestufe beschränken.

Aus dem Massenwirkungsgesetz ergibt sich:

K_s = c(H₃O⁺) * c(H₂PO₄⁻)/[c(H₃PO₄) – c(H₂PO₄⁻)]

c(H₃O⁺) = c(H₂PO₄⁻) = x

K_s = x²/[c(H₃PO₄) - x]

10^-2,16 = x²/(0,333 mol/L- x)

x = 0,04466 mol/L

pH = -lg0,04466 = 1,35

Wenn man das mit der 2. Protolysestufe rechnet, erhält man für

c2(H₃O⁺) = -0.00014 mol/L

Addition der Oxoniumionenkonzentrationen aus erster und zweiter Protolyse ergibt:

c1(H₃O⁺) + c2(H₃O⁺) = 0,04480 nol/L

pH = -log(0,0481) = 1,349

In der Praxis wird man also einen pH-Wert von 1,35 angeben.

Answer 2

[pipipopo117]

Dein Ansatz ist zum Teil richtig, aber es gibt einen wichtigen Fehler in deiner Berechnung.

Phosphorsäure (H3PO4) ist tatsächlich eine dreiprotonige Säure, das bedeutet, dass sie drei Protonen (H+) abgeben kann, wenn sie in Wasser gelöst ist.

Das bedeutet, dass die Konzentration der freien Protonen (H+) in einer Lösung von Phosphorsäure 1/3 der Gesamtkonzentration der Säure ist (0,333mol/l).

Da die Formel -log(H+) die Berechnung des pH-Wertes darstellt, solltest du die Konzentration der freien Protonen (H+) anstelle der Gesamtkonzentration der Phosphorsäure (H3PO4) in die Formel einsetzen.

Daher:

pH = -log(H+) = -log(1/3 * 0,333mol/l) = -log(0,111mol/l) = 1,955

Es ist wichtig zu beachten, dass sich der pH-Wert immer auf die Konzentration der freien Protonen (H+) und nicht auf die Konzentration der Säure selbst bezieht.