Frage von DieChemikerinUsermod Junior, 128

Pufferlösungen, habe ich einen Denkfehler?

Hallo,

Ich habe ein Problem. Ich soll nachher die allgemeine Berechnung des pH-Wertes einer Pufferlösung nach Hinzugabe eines bestimmten Volumens einer einprotonigen Säure erklären (Leistungskurs). Ich habe ein AB erstellt, welches mein Lehrer modifiziert HT. Ich versteg da aber was nicht bzw bin anderer Meinung als er.

Ich nehme mal das Beispiel an dem ich das auf das Allgemeine übertragen habe. Wir sagen, wir haben 100 ml eines Essigsäure-Acetat-Puffers mit c = 0,1 mol/l und geben 1 ml Salzsäure der Konzentration c = 1 mol/l hinzu. Zu berechnen ist der pH-Wert nach Hinzugabe.

Ich habe wirklich alles verstanden. So nun sagt mein Lehrer man sollte c = n/V nach n umstellen und dann n nach Hinzugeben der Säure berechnen. Soweit klar. Nun hat man Henderson-Hasselbach. Ist ja pH = pKs +log [c(A-)/c(HA)] und nun hat man aber n berechnet und nicht c. Müsste man ja eigentlich wieder nach c = n/V umstellen, V einsetzen (Änderung ist vernachlässigbar). Nun ist mein Lehrer der Meinung, c = n... Dieder Meinung bin ich nicht; V ist 0,1 l und nicht 1l. Dadurch MUSS sich das Komma verschieben. Der Quotient von den Stoffmengenkonzentrationen ist zwar gleich dem Quotienten der Stoffmengen, da nur eine Kommaverschiebung stattfindet. Dies hat demnach keinen Einfluss auf das Ergebnis. ABER dennoch ist c ≠ n! Oder hab ich nen Denkfehler?

Kann mir wer helfen? Danke!

LG

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Miraculix84, Community-Experte für Schule, 75

Nein, du hast einen Denkfehler:

pH = pKs +log [c(A-)/c(HA)]

Hier kannst du "c" durch "n/V" ersetzen

pH = pKs +log ((n(A-)/V)/(n(HA)/V))

und nun kannst du V rauskürzen, weil das Volumen der Pufferlösung für beide Ionen dasselbe ist. Es beträgt exakt 101ml und das kürzt du raus:

pH = pKs +log [n(A-)/n(HA)]

Beide (fettgerdruckten) Formen der HH-Gleichung sind korrekt.

LG
MCX

Kommentar von Miraculix84 ,

Die Acetat-Stoffmenge vor der Zugabe = 0,1[L] * 0,1[mol/L] = 0,01[mol]


Die Essigsäure-Stoffmenge vor der Zugabe = 0,1[L] * 0,1[mol/L] = 0,01[mol]

Die Stoffmenge der Salzsäure = 0,001[L] * 1[mol/L] = 0,001 [mol]

_____________________________________________________

Die Acetat-Stoffmenge NACH der Zugabe = 0,01 [mol] + 0,001 [mol] = 0,011 [mol] = n(Ac-)

Die Essigsäure-Stoffmenge NACH der Zugabe = 0,01 [mol] - 0,001 [mol] = 0,009 [mol] = n(HAc)

_____________________________________________________

Und diese beiden Werte setzt du in die "neue" HH-Gleichung ein und bist fertig. :)

LG
MCX

Kommentar von user21011982 ,

Umgekehrt! :)

Kommentar von Miraculix84 ,

Was meinst du?

Kommentar von user21011982 ,

Die Menge an Acetat nimmt ab, die an Essigsäure zu. 

Kommentar von Miraculix84 ,

Oh ja, stimmt. Da habe ich gepennt. Danke!

Kommentar von user21011982 ,

Gerne! 

Antwort
von user21011982, 74

Da alles im gleichen, näherungsweise unveränderlichen Volumen stattfindet, kannst Du die einzelnen Konzentrationen in Stoffmengen umrechnen und dann mit diesen weiterarbeiten. Dabei musst Du aber eben alle Konzentrationen in Stoffmengen umrechnen.

Für das Bsp. würde sich der pH dann also zu

pH = pKs + log[(0,01 mol - 0,001 mol)/(0,01 + 0,001 mol)] = 4,67

ergeben.

  

Expertenantwort
von vach77, Community-Experte für Chemie, 66

Fangen wir mit dem Ende Deiner Ausführungen an: Es ist natürlich c ≠ n.

Das Problem, das Du hier ansprichst, gibt es bei Berechnungen zum Massenwirkungsgesetz auch, wenn die Konzentration nicht in mol/L bei der Berechnung angegeben wird.

Du kannst also nach Berechnung der Stoffmenge n diese in die Henderson-Hasselbalch-Gleichung einsetzen. Die Einheiten mol kürzen sich heraus, und Du erhältst das gewünschte Ergebnis.

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