Frage von jojoo8rikee, 111

pH wert Schwefelsäure berechnen?

Ich soll den pH-Wert von 0.06M Schwefelsäure berechnen, da Schwefelsäure aber ja zweiprotonig ist, gibt sie ja zweimal Protonen ab. Ich habe außerdem pKs1=-3 und pKs2=1.92 gegeben...

Als starke Säure hätte ich jetzt pH=-log(0.06) gerechnet, aber da muss ja der Faktor 2 noch irgendwie eine Rolle spielen. Wenn ich pH=-log(0.06 x 2) rechne, komme ich auf 0,9208 - kann das hinkommen? Würde mich wundern, da die Säure mit 0.06M ja sehr schwach konzentriert ist...

Vielen Dank schonmal!

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von TomRichter, Community-Experte für Chemie, 58

> Faktor 2 noch irgendwie eine Rolle spielen.

Oder besser: Das zweite Proton spielt noch eine Nebenrolle.

> Wenn ich pH=-log(0.06 x 2) rechne, komme ich auf 0,9208 - kann das hinkommen?

Nein. Du bist durch das erste Proton bei pH=1,2 - ein Vergleich mit dem zweiten pKs-Wert zeigt, dass nur ein kleiner Teil des Hydrogensulfats sein Proton abgibt (bei pH = 1,9 wären es 50%, bei pH = 0,9 wären es 10%)

Jetzt gibt es die Praktiker-Überschlags-Rechnung: Mehr als 10% und weniger als 50% dissoziiert, also nehmen wir 20%. Und rechnen pH = -lg(0.06 * 1.2) = 1.14

Wenn das nicht reicht, oder Du aus sonstigen Gründen die exakte Herleitung brauchst (Exkurs: Der Fehler durch das Ignorieren der -> Aktivitätskoeffizienten ist größer als der durch die pi-mal-Daumen geschätzte 20%-Dissoziation), dann:

[SO4--] * [H+] / [HSO4-] = 10^(-1.92) mol/l

[SO4--] + [HSO4-] = 0.06 mol/l   (da bei dem erwarteten pH keine undissoziierte H2SO4 mehr vorliegt)

[H+] = 0.06 mol/l  + [SO4--]  (0,06 aus der ersten Dissoziation, plus die H+ aus der zweiten Dissoziation)

Drei Gleichungen, drei Unbekannte - das Lösen überlasse ich Dir.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Iterien!
Zwar strunzdoof, aber es nicht immer dumm, doof zu sein.

Das befreit den Geist von unnützem Ballast.

Konfusius sagt
Ich werden von einem Wessi gefangen gehalten und soll immer schweigen

Kommentar von TomRichter ,

Am besten lässt Du Konfusius iterieren, dann hat er was zu tun ;-)

Antwort
von ThomasJNewton, 54

Genaue Rezepte kennen ich da nicht.

Aber wenn du davon ausgehst, dass erst mal nur ein Proton abgeben wird, ergibt sich ja ein bestimmter pH.
In deinem Fall ca. 1,22, falls ich richtig rechne.

Tja, das ist weder Fisch noch Fleisch. Das 2. Proton wird weder fast nicht noch fast vollständig abgegeben.
Da musst du dann wohl die Puffergleichung anwenden. Und mit dem neuen pH dann wieder, und wieder.

Es gibt da sicher auch Formeln für, aber wie gesagt, die kenne ich nicht.

Antwort
von cleversimon, 53

Wenn es nicht anders angegeben ist, kann man meistens davon ausgehen, dass Schwefelsäure in Wasser vollständig protolysiert.

Dein Ansatz mit x2 ist daher richtig, da der pH-Wert sich als -lg(c(H3O+)) berechnet und die Konzentration der H3O+ Ionen doppelt so groß ist wie die der Säure.

Expertenantwort
von vach77, Community-Experte für Chemie, 43

Den Ausdruck 0,06 M für eine Konzentrationsangabe gibt es offiziell nicht mehr. Gegeben ist also c(Schwefelsäure) = 0,08 mol/L.

Die Protolysegleichung ist

H₂SO₄ + 2 H₂O --> 2 H₃O⁺ + SO₄²⁻

und damit pH = -lg c(H₃O⁺) = -lg 0,08 mol/L = 1,1

Kommentar von ThomasJNewton ,

Wie kommst du jetzt auf 0,08?

Kommentar von vach77 ,

Mit Recht hakst Du hier ein. Es war ein Tippfehler und muß natürlich heißen

pH = -lg c(H₃O⁺) = -lg 0,06 mol/L = 1,22

Das ist natürlich eine Näherungsrechnung für eine stark verdünnte Schwefelsäure. Du wolltest es aber genauer wissen, und da darf ich Dich auf den folgenden Link hinweisen, der den pH genauer bestimmt; aber ich glaube, dass das nicht schulrelevant ist.

www.uni-marburg.de/fb15/studium/praktika/nebenfach/bioprakt/seminar-woche3.pdf

Kommentar von ThomasJNewton ,

Bei den 1,22 war ich auch schon.

Aber bei dem pH kannst du nicht davon ausgehen, dass die 2. Stufe keine Bedeutung hat.

Ich muss sowas zum Glück nicht berechnen, aber wenn ich es müsste, würde ich besser Sites suchen
Suchen, Finden ist was anderes.

Kommentar von TomRichter ,

In der ersten Zeile gehst Du von vollständiger Dissoziation aus - und in der zweiten rechnest Du mit c(H₃O⁺) = 0.06 mol/l?

Auch wenn die 0.08 mol/l ein Flüchtigkeitsfehler waren - das kommt recht nahe an die Wahrheit.

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