Stöchiometrie?

2 Antworten

Von Experte Picus48 bestätigt

Wir wollen eine Essigsäure durch NaOH-Zugabe auf den pH=5 einstellen. Dieser pH liegt in der Nähe des pKₐ=4.74, also wird die Lösung am Ende ähnliche Mengen Ace­tat und Essigsäure enthalten. Solche Lösungen heißen Puffer, und unter ein paar Vor­aus­setzungen, die hier alle erfüllt sind, kann man so etwas mit der Henderson–Has­sel­balch-Gleichung erschlagen. Man formuliert sie meist mit Konzentrationen, aber in unserem Fall ist es nützlich, sie mit Stoffmengen aufzuschreiben (das geht immer):

Bild zum Beitrag

Wir wissen also, daß das Stoffmengenverhältnis zwischen Essigsäure und Acetat 0.55 : 1 sein soll. Dieses Verhältnis können wir durch 0.55+1=1.55 teilen und er­hal­ten dann die Stoffmengenanteile, denn 0.55 : 1 = 0.35 : 0.65 und 0.35+0.65=1. Wir müs­sen also 65% der Es­sig­säure neutralisieren (=zum Acetat umwandeln), um den rich­ti­gen pH=5 zu bekommen.

Wir haben V=500 ml Essigsäure c=2 mol/l, das sind n=1 mol. Also brauchen wir 0.65 mol NaOH zur Neutralisation. Unsere Stammlösung hat ebenfalls c=2 mol/l, also V=n/c=323 ml.

Der pH von Puffern hängt innerhalb weiter Grenzen nicht von der Verdünnung ab. Nach dem Zusammenkübeln von 500 ml Essigsäure und 323 ml NaOH hast Du also pH=5, un der ändert sich auch nicht mehr, wenn Du ein bißchen weiteres Wasser zugießt (beim Auffüllen auf die 1.96 l), also spielt dieser Schritt für die Berechnung keine Rolle.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik
 - (Studium, Chemie, Stöchiometrie)

Man muss Henderson-Hesselbalch-Gleichung für pH einer Puffer-Lösung verwenden.

pH=pKa+lg C(NaAc)V(NaAc)/C(HAc)V(HAc)

In dieser Aufgabe wird Natronlauge in die Essigsäure-Lösung eingerührt und die Säure wird teilweise neutralisiert.

CH3COOH+NaOH---> CH3COONa + H2O

n(NaAc)= nNaOH= C(NaOH)V(NaOH)=2x

n(HAc)= C(HAc)V(HAc)- C(NaOH)V(NaOH)= 0,5•2-2x

5=4,74+lg2x/1-2x

2x/1-2x=10^0,26=1,82

2x=1,82-3,64x

x=0,32 l=320 ml