Wie berechne den pH-Wert hier?

1 Antwort

In der Ammoniaklösung hat man eine Stoffmenge von:

n(NH₃) = c * V = 0,1 molL⁻¹ * 0,1 L = 0,01 mol = 10 mmol

Für die Salzsäure liefert die entsprechende Rechnung eine Stoffmenge von:

n(HCl) = 0,0015 mol = 1,5 mmol

Diese 1,5 mmol HCl reagieren mit 1,5 mmol der überschüssigen NH₃ zu 1,5 mmol NH₄Cl. Dabei werden 1,5 mmol NH₃ verbraucht.

Wir haben also nun eine Lösung von 8,5 mmol NH₃ und 1,5 mmol NH₄Cl in V = 130 mL, sofern keine Volumenkontraktion dabei eintritt. Aber das spielt für die Rechnung ohnehin keine Rolle. Es handelt sich somit um einem Ammonium-Ammoniakpuffer.

Die Henderson–Hasselbach-Gleichung sagt:

pH = pKa + lg [c(NH₃)/c(NH₄Cl)]

pH = 9,25 + lg(8,5/1,5) = 10,0

Marugado 
Fragesteller
 12.11.2022, 19:13

Vielen Dank!

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Marugado 
Fragesteller
 12.11.2022, 19:35

Wieso benutzt bei der hasselbach Gleichung die Stoffmenge anstatt der Konzentration und wie kommst du bei der Säurekonstante auf 9,25?

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Picus48  12.11.2022, 20:25
@Marugado

Weil sich die Einheiten ohnehin wegkürzen. Das muss auch so sein, denn lg(Einheit) ist ziemlich sinnlos.

Die pKa-Werte einiger Säuren weiß ich auswendig. Ansonsten muss man recherchieren.

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Marugado 
Fragesteller
 12.11.2022, 20:47
@Picus48

Weil egal was ich rechne ich komme nicht auf die 9,25. Und benutze eben bei der Hasselbach Gleichung die Konzentration 0,1/0,015. Was passiert außerdem mit dem HCl? Der wird ja nicht mit in die Rechnung miteinbezogen...

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Picus48  12.11.2022, 22:15
@Marugado

Der pKa ist nicht zu berechnen, den kann man nur experimentell bestimmen oder in einer Tabelle oder hier nachlesen. "Der pKs-Wert des Kations Ammonium beträgt 9,25."

die Konzentration 0,1/0,015.

Das ist falsch! Ammoniak wird ja zum Teil zu Ammonium umgesetzt. Wenn Du schon unbedingt mit Konzentrationen willst, dann bitte mit den richtigen. Und dann ist die Konzentration an Ammoniak:

c(NH3) = (10 mmol -1,5 mmol)/0,130 L = 0,0654 molL⁻¹

c(NH4⁺) = 1,5 mmol/0,130 L = 0,0115 molL⁻¹

Das HCl sorgt für die Ammoniummenge:

HCl + NH3 --> NH4Cl.

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Marugado 
Fragesteller
 13.11.2022, 22:26
@Picus48

Und woher weißt du das es ein Puffer ist? Weil es reagiert ja keine schwache Base noch Säure

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Picus48  13.11.2022, 22:39
@Marugado

Weil ich das im Verlauf meines Chemiestudiums gelernt habe. Und wenn Du Dich mit der Theorie der Puffer näher befassen möchtest, dann schaue zum Beispiel einmal hier rein. Da wird unter "Beispiele" auch der Ammoniak/Ammonium-Puffer aufgeführt.

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Milanio  13.12.2022, 23:19

Hallo, wie kommst du am Ende auf die 8,5 mmol NH3 ?

VG

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Picus48  13.12.2022, 23:26
@Milanio

Wenn 10 mmol Ammoniak mit 1,5 mmol Salzsäure reagieren, entsteht 1,5 mmol Ammoniumchlorid und es bleiben 8,5 mmol Ammoniak übrig.

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