pH Wert berechnen?

2 Antworten

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Das rechnet man über die beteiligten Stoffmengen und schaut, welches Edukt dabei übrig bleibt.

  • n(HBr) = c(HBr) * V(HBr)
  • n(HBr) = 0,2 mol/L * 0,0196 L = 0,00392 mol = 3,92 mmol
  • n(NaOH) = 0,2 mol/L * 0,0229 L = 0,00458 mol = 4,48 mmol

Bei der Neutralisation bleibt also eine Stoffmenge von 0,56 mmol NaOH im Überschuss zurück. Die starke Base ist vollständig dissoziiert. Daher enthält die Mischung eine Stoffmenge von:

n(OH⁻) = 0,56 mmol

Diese schwimmen in einem Volumen von V = 0,0196 L + 0,0229 L = 0,0425 L

wenn man stillschweigend davon ausgeht, dass sich die Volumina additiv verhalten, was allerdings nicht unbedingt der Fall sein muss. Daraus errechnet sich die Konzentration der Hydroxid-Ionen zu:

c(OH⁻) = 0,56 mmol/42,5 mL = 0,01318 mol/L

pOH = -log(c(OH⁻)) = 1,88

pH = 14 - pOH = 12,1

HBr + NaOH → H₂O + NaBr

Da die Konzentrationen beider Lösungen gleich sind und das stöchiometrische Verhältnis 1:1 beträgt, wird kein Überschuss an HBr oder NaOH vorhanden sein.

Die Endvolumina betragen 19,6 ml + 22,9 ml = 42,5 ml. Daher beträgt die Endkonzentration von HBr und NaOH jeweils 0,2 M.

Nach der Neutralisation dissoziiert das resultierende Salz (NaBr) in Wasser in Na⁺ und Br⁻ Ionen, die den pH-Wert nicht beeinflussen.

Der pH-Wert wird durch die Dissoziation des Wassers bestimmt:

H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻

Die OH⁻-Konzentration ergibt sich aus der Zugabe von NaOH:

OH⁻ = Mol NaOH / Gesamtvolumen

Der H⁺-Wert kann dann als 1,0 × 10⁻¹⁴ / OH⁻ berechnet werden. Schließlich wird der pH-Wert durch -log(H⁺) bestimmt.

Eingesetzt in die Formel ergibt sich:

OH⁻ = 0,2 mol / 0,0425 l ≈ 4,7059 mol/L

pH ≈ -log(1,0 × 10⁻¹⁴ / (0,0425 × 0,2)) ≈ -log(2,35294 × 10⁻¹²) ≈ 11,628

Der pH-Wert der resultierenden Lösung nach Zugabe der Base beträgt also ungefähr 11,63, was im basischen Bereich liegt, wie erwartet, da NaOH eine starke Base ist.

throwaway600 
Fragesteller
 23.12.2023, 22:51

Danke sehr für die umfangsreiche Antwort. Noch eine Frage, wie bist du am ende auf dem Wert -log(2,35294 x 10^-12) gekommen ?

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Kopf712828  23.12.2023, 23:32
@throwaway600

Nachdem die OH⁻-Konzentration durch Zugabe von NaOH berechnet wurde (OH⁻ ≈ 4,7059 mol/L), können wir die Konzentration der H⁺-Ionen mithilfe der Gleichgewichtskonstanten für die Dissoziation des Wassers (H2O ⇌ H⁺ + OH⁻) bestimmen. Die Gleichgewichtskonstante (Kw) beträgt 1,0 × 10⁻¹⁴.

Die Berechnung lautet: [H⁺] = Kw / OH⁻ = 1,0 × 10⁻¹⁴ / 4,7059 ≈ 2,1232 × 10⁻¹⁵.

Der pH-Wert wird durch -log(H⁺) berechnet: pH ≈ -log(2,1232 × 10⁻¹⁵) ≈ 14 - log(2,1232) ≈ 11,628.

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