pH-Wert eines Ammoniak-Puffers berechnen?
Warum wird hier der pH-Wert mit Salz/Säure und nicht mit Säure/Base berechnet?
2 Antworten
Schelle Antwort: Der symmeterische NH₄⁺/NH₃-Puffer hat pH=pKₐ=9.2. Wir haben einen unsymmetrischen Puffer mit zehnmal mehr NH₄⁺, also muß er saurer sein (NH₃ ist die Base, NH₄⁺ die Säure), und zwar um eine pH-Eiheit weil lg(10)=1, also erwarten wir pH=8.2
Die Henderson–Hasselbalch-Gleichung liefert natürlich dasselbe Resultat. Darin stehen die Konzentrationen der Säure- und Basenform der Puffersubastanz. Sie lautet
pH = pKₐ + lg(Base/Säure)
In einem Fall wie Essigsäure ist Acetat (also das Salz) die Base, aber beim Ammoniak ist NH₄⁺ (also das Salz) die Säure. Denn die Base ist immer die deprotonierte Form, die Säure die protonierte Form — welche davon ein Salz bildet, hängt davon ab, welche geladen ist, aber das wirkt sich nicht auf den pH aus.
Base ist neutral (z.B. NH₃): pH = pKₐ + lg(Base/Säure)= pKₐ + lg (Base/Salz)
Säure ist neutral (z.B. CH₃COOH): pH = pKₐ + lg(Base/Säure)= pKₐ + lg (Salz/Säure)
Merk Dir also Base/Säure, das stimmt immer.
In Deinem Text stecken zwei Fehler:
- NH₂Cl (also Chloramin) hast Du wohl nicht in der Lösung, sondern NH₄Cl
- In der HH-Gleichung ist das Minuzeichen falsch
Nicht unbedingt. Wenn die Konzentrationen gegeben sind, dann setzt man sie natürlich ein und fertig. Aber letztlich braucht man ja nur das richtige Verhältnis zwischen den beiden Konzentrationen, deshalb kann einfach das Verhältnis gegeben sein so wie in diesem Beispiel, oder die Stoffmengen ohne Angabe des Volumens, in dem sie gelöst sind. Z.B. “0.2 mol NH₄Cl und 0.1 mol NH₃ werden in Wasser gelöst, was ist der pH?“ Antwort pH = pKₐ + lg ( NH₃ / NH₄⁺ ), und man kann einfach die Stoffmengen 0.1 und 0.2 mol einsetzen, oder noch einfacher das Verhältnis 1:2. Natürlich kann man auch die Konzentrationen einsetzen, wenn das Volumen der Lösung gegeben ist, aber das ist nicht notwendig.
Das war ein Beispiel — wenn 0.1 bzw. 0.2 mol der Puffersubstanzen zum Einsatz kommen, dann ist das Verhältnis 1:2, Und es ist natürlich egal, ob Du 0.1 und 0.2 oder 1 und 2 in die HH-Gleichung einsetzt.
In Deinem Fall ist das Verhältnis NH₃:NH₄Cl direkt als 1:10 gegeben, also kannst Du das direkt einsetzen:
pH = pKₐ + lg (Base/Säure) = pKₐ + lg (⅒) = 9.1 − 1 = 8.1
(Die Form, in der die HH-Gleichung bei Dir angegeben ist, stimmt nicht und hilft nichts)
Die Säure ist hier ja quasi im Salz (wenn auch hier falsch geschrieben als NH2).
Müssen dann für die Hendersson-Hasselbalch-Gleichung die Konzentration der Säure und der Base gegeben sein?