Wieso wird das Volumen in dieser Aufgabe nicht berücksichtigt (pH-Wert Berechnung)?
Wie groß ist der pH-Wert von 30 ml Schwefelsäure mit 0,5 mol/L?
Die richtige Antwort ist 0, da die Säure zu 2 Protonen und Sulfat reagiert und die Konzentration der Protonen 1 mol/L ergibt, was wiederum ein pH-Wert von 0 ist. Nur wieso wird hier das Volumen nicht berücksichtigt? Aufgrund der 30 ml einer Lösung von 0,5 mol/L hat man doch eine andere Stoffmenge?
1 Antwort
Die richtige Antwort ist pH=0.29, entsprechend c(H₃O+)=0.51 mol/l.
Du siehst, daß in dieser Konzentration nur die erste Protolysestufe der Schwefelsäure aktiv ist (die zweite steuert nur 0.01 mol/l = 2% aller H₃O⁺-Ionen) bei. Denn nur die erste Protolysestufe der Schwefelsäure ist stark (also bei jeder Konzentration aktiv), die zweite ist mittelstark mit einem pKₐ=1.99, also kommt sie nur bei pH-Werten von ⪆2 zum Tragen. Da aber bereits die erste Stufe den pH auf 0.30 (entsprechend c(H₃O⁺)=0.5 mol/l) absenkt, trägt die zweite nicht mehr merklich bei.
Zur anderen Frage: Der pH-Wert ist intensiv, hängt also nicht von der Größe der Stoffportion ab (genau wie z.b. auch Dichte oder Siedepunkt). Wenn du aus einer Flasche irgendeiner Säurelösung einen Tropfen entnimmst, dann hat dieser Tropfen denselben pH-Wert wie der Rest in der Flasche — sonst könnte ja Indikatorpapier gar nicht funktionieren. das liegt daran, daß der pH-Wert nur eine andere Art ist, eine Konzentration (nämlich c*(H₃O⁺)) anzugeben, und Konzentrationen sind auch intensiv, hängen also nur von der Zusammensetzung, aber nicht von der vorhandenen Menge Stoff ab.