Konzentration CO3^2- in wässriger Lösung Na2CO3 mit dem pH Wert 11?
Hallo, habe bei oben genannter Frage aus meinem Grundkurs Schwierigkeiten, hoffe auf Hilfe😃
1 Antwort
Das Natriumcarbonat reagiert basisch, weil
CO₃²¯ + H₂O ⟶ HCO₃¯ + OH¯
Das ist eine Gleichgewichtsreaktion; wir brauchen also eine Säurekonstante, genauer gesagt die zweite Dissoziationsstufe der Kohlensäure, pKₐ₂=10.33 bzw. Kₐ₂=10¯ᵖᴷᵃ²=4.68⋅10¯¹¹ mol/l. Die beschreibt nämlich die Reaktion
HCO₃¯ + H₂O ⟶ CO₃²¯ + H₃O⁺
und das ist genau das pH-abhängige Gleichgewicht zwischen HCO₃¯ und CO₃²¯, das wir zur Lösung dieser Aufgabe brauchen. Wir wissen ja aus der ersten Reaktionsgleichung, daß sich bei der Reaktion des Carbonats gleich viel HCO₃¯ und OH¯ bilden, und auch, daß c(H₃O⁺)=10¯ᵖᴴ=10¯¹¹ mol/l ist, daher c(OH¯)=10¯³=0.001 mol/l=c(HCO₃¯). Jetzt schreiben wir das Massenwirkungsgesetz für die zweite Reaktion auf:
und da wir alle Größen in dieser Gleichung bereits kennen, können wir die Carbonat-Konzentration sofort ausrechnen: c(CO₃²¯)=0.0047 mol/l.
Das ist die Gleichgewichtskonzentration des Carbonats in dieser Lösung. Wir wissen ja bereits, daß sich außerdem 0.001 mol/l HCO₃¯ in der Lösung herumtreiben, die auch aus Carbonat durch die Salzhydrolyse entstanden sind (Gleichung 1). Wenn nach der Einwaagekonzentration gefragt ist (also wieviel Natriumcarbonat man im Wasser lösen muß, um diese Lösung mit pH=11 zu bekommen), dann muß man das mitberücksichtigen, die Antwort lautet dann folglich 0.0056 mol/l.
Du mußt Deine Fragestellung genau lesen, um herauszufinden, welche dieser beiden Antworten zur Frage paßt. Außerdem sollte Deine Angabe auch in irgendeiner Form die von mir verwendete Säurekonstante pKₐ₂=10.33 enthalten, sonst kannst Du ja nichts ausrechnen.