pH-Wert einer HCl-Lösung?
Wie kann man erklären, dass eine 10(hoch)-10-molare HCl-Lösung einen pH-Wert von 7 besitzt?
Ich weiß, dass man die H+-Ionen beachten muss, doch woher weiß ich, wieviele es sind??
4 Antworten
Das ist eigentlich gar nicht so schwer, aber bevor ich dir schreibe, wie die Lösung ist, kurz noch eine Erklärung zum besseren Verständnis: Der pH-Wert einer Lösung sagt dir, wie sauer (pH < 7) oder basisch (pH > 7) die Lösung ist, oder ob sie neutral ist (pH = 7). Dabei kann man den pH-Wert berechnen. Es gilt ganz allgemein, dass der pH-Wert der negative dekadische Logarithmus der Oxoniumkonzentration (oder auch Hydronium- oder auch Wasserstoffionenkonzentration) ist.
pH = –lg c(H3O+)
Starke Säuren (und HCl ist eine starke Säure) zerfallen (dissoziieren) in Wasser vollständig in Protonen (H+) und den Säurerest (in diesem Fall Cl-). Das H+-Ion wird dabei an ein Wassermolekül gebunden, so dass H3O+ entsteht. Wenn du zum Beispiel eine Konzentration von 10^-2 mol/L Säure hast, dann ergibt das den pH-Wert von 2, denn
pH = –lg c(H3O+)
pH = -lg (10^-2)
Denn jedes Säuremolekül dissoziiert und bildet dabei ein Molekül H3O+. Also ist deine Konzentration an H3O+ gleich der Konzentration der starken Säure, verstehst du?
pH = – (–2)
Denn der lg ist quasi die Umkehrrechenoperation der Potenzrechnung und fragt im Grunde nach dem Exponenten (in unserem Beispiel also –2).
pH = 2
Nun sollst du aber nicht den dekadischen Logarithmus suchen, sondern den negativen dekadischen Logarithmus, also –(–2). Und das ist 2, klaro?
2 ist (deutlich) kleiner als 7, also hast du eine saure Lösung vor dir. Wenn du das verstanden hast, können wir uns gedanklich mit deiner Frage auseinandersetzen:
Wenn du eine Säurekonzentration von 10^-10 einsetzt, dann hat diese Lösung eine H3O+-Konzentration von 10^-10. Wendest du darauf deine pH-Formel an, so ergibt das einen pH-Wert von 10. Das aber würde bedeuten, dass du eine basische Lösung erhältst, denn 10 ist größer als 7, also basisch. Wenn du aber eine Säure in Wasser löst, dann kann das unmöglich zu einer Lauge führen. Das kann nicht sein! Irgend etwas ist da falsch! Und was? - Nun, ganz klar. Die Lösung ist neutral (pH = 7). Wieseo das denn?? - Ganz einfach. 10^-10 ist eine so geringe Konzentration, dass die Lösung praktisch überhaupt keine Säureteilchen mehr enthält. Das ist das Problem. Wenn aber deine wässrige Lösung im Grunde gar keine Säureteilchen enthält, dann hast du reines Wasser vor dir. Und reines Wasser hat den pH-Wert von 7.
Ich hoffe, meine Erklärung hilft dir. Wenn du noch Fragen hast, stelle sie ruhig. Oder hoffe auf eine andere Antwort, die du besser verstehst. In diesem Sinne: LG von der Waterkant.
10 hoch minus 10 Mol/l soll das in der Frage wohl heissen.
Dann aber kommen, selbst bei absolut vollständiger Dissoziation der HCl, aus dieser auch nur 10 hoch minus 10 Mol H3O+/H+ - Ionen heraus.
In reinem Wasser (Kw=10^-14 Mol^2/l^2) gibt es aber aufgrund der Autoprotolyse bereits 10^-7 Mol/l H3O+/H+ - Ionen.
Das sind bereits 1000mal so viele als aus der HCl!
Der pH-Wert von reinem Wasser ist daher 7, die 10^-10 molare HCl liefert keinerlei nennenswerten Beitrag mehr um den pH in Richtung sauer zu verschieben.
Das ist die ganz einfache Erklärung.
Schau mal hier:
http://de.wikibooks.org/wiki/FormelsammlungChemie/BerechnungdespH-Wertes
Der pH-Wert einer solchen Lösung ist übrigens in der Praxis ein gutes Stück unter 7 (wg. CO2 aus der Luft).
Die Konzentration der H+-Ionen ist die der HCl-Lösung, da HCl zu gleichen Teilen aus H+ und Cl- besteht.
Mhhhh...wie soll ich das erklären... Naja ein mol HCl besteht doch aus jeweils einem mol H+ und einem mol Cl-. Darum ist die Konzentration der H+ Ionen gleich der Konzentration der HCl. Weißt du denn wie du aus der Konzentration der H+ Ionen den Ph-Wert berechnest?
nein wart ich glaub so:
cH+ = 0,000 000 000 1 Mol / Liter
= 1 x 10-10 Mol / Liter
pH = 10
oder?? ^^
Ich glaub eher ph=9, rechne mal nochmal 0,000 000 0001 im Taschenrechner, also den negativen dekadischen Logarithmus davon. Aber grundsätzlich stimmt es :)
Ich habe keine Ahnung :( Wer sagt denn das es pH 7 ist? Vielleicht ist es doch 10 ich steh grad auf dem Schlauch mit den blöden Zahlen -.-
Also in der Aufgabe steht: Warum hat ein 10(hoch)-10-molare HCl-Lösung den pH-Wert von 7 (!!!) ? :(
Mhhhh...Habs gegoogelt das Problem hatten schon andere.. Hab dazu folgende, wohl richtige Antwort gefunden: Hallo Ihr Beiden,
ich würde so an die Lösung des Problems herangehen. Wenn die H+-Ionen Konzentration in einer neutralen Lösung 10-7 beträgt, spielt der additive Beitrag der Protonen, die in einer 10-10 molaren Salzsäurelösung vorhanden sind keine Rolle mehr. Der pH der Lösung bleibt also bei pH 7.
Die Konzentration der Hydroxylionen (OH-) in einer 10-10 molaren Salzsäurelösung ist also auch 10-7, denn wie sollte eine höhere Konzentration an OH--Ionen in einer Salzsäurelösung entstehen können?? Daher ist die Aufgabe eine Fangfrage, die nur verwirren soll. Ich kann mich irren, ich glaub es aber nicht!
Gruß, Chemikus
Hm ja das klingt wohl logisch ._. Muss ich nur noch mit Berechnungen aufzeigen. Danke dir.
Kein Ding, fiese Frage bin ja froh das ich sowas nie in einer Klausur hatte ^^
Mit dieser "Milchmädchenrechnung" habe ich schon oft Schüler hereingelegt, um sie zum Denken anzuregen. Wie kann denn bitte eine HCl-Lösung alkalisch eagieren? Hier kommt die Eigendissoziation des Wassers ins Spiel, die 1000-mal mehr Hydroniumionen aufbringt, als die homöpathisch verdünnte HCl. Rechnerisch liegt also der pH-Wert einen Hauch unter 7.
Ich wollte gerade eine Antwort schreiben, als ich Ihre exzellente Erklärung fand. Ihr ist nichts hinzuzufügen. Rein rechnerisch liegt der pH-Wert (bei 22°C) also bei 6,999. Nur welches pH-Meter misst das noch. Als ist der pH-Wert praktisch 7. DH