Konzentration Carbonat Ionen berechnen (Brönsted)?
Hallo liebe Chemiker!
Vielleicht kann mir einer bei folgender Aufgabe weiterhelfen: Eine Natriumcarbonat-Lösung hat einen ph-Wert von 11. Berechnen Sie die Konzentration von den Carbonat-Ionen.
Ich habe bis jetzt die Gleichung:
CO3 ^2- + H20 reagiert zu HCO3^- +OH^-
außerdem habe ich nach dem Massenwirkungsgesetz Kc aufgestellt
(kc= c hco3- * coh- / c co3^2-)
und die Konzentration von oh- Mithilfe von coh-= 10^-pOH ausgerechnet (110^-3)
Jedoch weiß ich nicht, wie ich weitermachen soll. Kann mit eventuell jemand einen Denkanstoß geben? Ich würde mich sehr über hilfreiche Antworten freuen und wünsche einen schönen Abend :D
2 Antworten
> nach dem Massenwirkungsgesetz
nein, denn da fehlt noch das H2O
Kann man aber, da in verdünnter wässriger Lösung konstant, mit in die Gleichgewichtskonstante aufnehmen und kommt dann zur Säurekonstanten.
Die bezieht sich auf die Dissoziation der Säure, in Deinem Fall:
HCO₃⁻ + H₂O -> H₃O⁺ + CO₃²⁻
Kₛ = [H₃O⁺] * [CO₃²⁻] / [HCO₃⁻]
Kₛ bzw dessen Logarithmus pKₛ kann man nachschlagen, liegt zwischen 10 und 11.
Damit kannst Du aus dem pH das Verhältnis Carbonat zu Hydrogencarbonat berechnen (etwas mehr Carbonat bei pH = 11), das ist Deine erste Gleichung zur Bestimmung der beiden unbekannten Konzentrationen.
Da es eine Sodalösung ist, kommen alle Hydrogencarbonat aus dem Carbonat gemäß Deiner ersten Gleichung:
> reagiert zu HCO3^- +OH^-
Das heißt, es entstehen gleiche Mengen HCO3^- und OH^-
[OH⁻] = [HCO₃⁻] das ist Deine zweite Gleichung.
Zwei Gleichungen für zwei Unbekannte, der Rest ist Mittelstufenmathematik.
Der Aktivitätskoeffizient ist 1 - die Aktivität ist 55,5 mol/l.
Stimmt, dennoch geht es hier um Carbonat und nicht Hydrogencarbonat, das hast Du vielleicht auch übersehen :-)
Wo ist das Problem? Wenn man zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten löst, bekommt man Werte für beide Unbekannte. In diesem Fall für Carbonat und Hydrogencarbonat.
Man kann das ganze nur etwas vereinfachen, das meinte ich, weil man das eine mit dem anderen Gleichsetzen kann. Dann hat man eine quadratische Gleichung und die kann man recht schnell lösen.
Ja, kann man in vielen Fällen durch "geschickte Überlegung". Der Vorteil einer formalen Herangehesweise: Sie funktioniert auch dann, wenn einem der geniale Einfall mal ausbleibt.
....und es geht um Carbonat nicht Hydrogencarbonat ;) in sofern stimmt die Gleichung
Schritt 1: Schreib das Massenwirkungsgesetz auf
Schritt 2: Schreib auf, was Du vorher hast, was gegeben ist
Schritt 3: Schreib auf, was sich ändert.
Schritt 4: Setz das in die Gleichung ein und löse die Gleichung.
Wenn Du c[OH] kennst, kennst Du automatisch auch die Konzentration vom Hydrogencarbonat (die sollte identisch sein, denk mal nach warum). Wasser kannst Du "rausstreichen".
Der Rest ist einfach ;)
Das Wasser kann aber aufgrund der Aktivität von 1 vernachlässigt werden (es werden ja nicht Konzentrationen sondern eigentlich Aktivitäten benutzt)