pH-Wert einer verdünnten Lösung

5 Antworten

Du musst nichts rechen dafür: der pH ist 5,6 ;

weil: du mit deiner vorhergehenden Berechnung schon die Konzentration der H3O+-Ionen in Lösung geschätzt hast.

Die Verdünnung um den Faktor 10 bedeutet damit eine erhöhung des pH um "-lg0,1" dies entspricht:  pH+1

genauere Erklärung:

-lg x = pH4,6

-lg 0,1x=?

-lg 0,1x = -lg0,1 +(-lg x) (logaritmusrechenregeln)

=1 -lg x (- lgx war 4,6)

-> -lg 0,1x= 4,6+1=5,6

Fertig!

vorrausgesetzt dein berechneter pH Wert von 4,6 ist richtig.

Daß eine Formal mal zusammenbricht, ist kein ungewöhnliches Phäno­men. Was ist der pH-Wert einer 10^−3 mol/l HCl? Richtig, drei. Bei einer 10^−5 mol/l? Natürlich fünf. Bei einer 10^−8 mol/l? Vielleicht nicht gerade acht.

Das Problem ist, daß diese vorgekauten Formeln, wie man sie im Kindergarten lernt, eben nur innerhalb gewisser Bereiche gültig sind. In diesem Fall für Konzentrationen größer 10^−7 mol/l. Denn für kleinere Konzentrationen mußt Du das Wassergleichgewicht mitgberücksichtigen.

Der pH-Wert von Ammoniumchloridlösungen beträgt: 1 mol/l 4.63, 0.1 mol/l 5.12, 0.01 mol/l 5.62, 0.001 mol/l 6.12, 10^−4 mol/l 6.59, 10^−5 mol/l 6.90, 10^−6 mol/l 6.988, 10^−7 6.9988, 10^−8 mol/l 6.99988. Du siehst also, daß er für hohe Verdünnungen nach 7 konvergiert (alles berechnet mit pK=9.25).

Das kannst Du ausrechnen, wenn Du die Gleichung für die Säure­dissozia­tion (K=Ammoniak·Hydronium/Ammonium) mit dem Wasser­gleichgewicht (Kw=Hydroxid·Hydronium) koppelst und ein paar offen­sicht­liche Ansätze ein­baust. Dann bekommst Du den pH-Wert aus einer quadrati­schen Gleichung, die auch bei geringen Kon­zentra­tionen gilt.

Bei größerer Verdünnung muss die Autoprotolyse des Wassers berücksichtigt werden, deshalb kann der Wert niemals alkalisch werden.

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