wieviel g werden benötigt?
Wieviel g Natriumacetat-trihydrat werden zur Herstellung von 2l eines 0,08 molaren Essigsäure acetat-puffers mit einem pH von 4,07 benötigt.
Bitte Schritt für Schritt erklären. Vielen lieben Dank.
2 Antworten
Ich nehme an, daß Du den Puffer als Nariumacetat und Essigsäure zusammenrührst, und daß die Summe der beiden Konzentrationen gleich 0.08 mol/l betragen soll. Ausgangspunkt ist die Henderson–Hasselbalch-Gleichung
pH = pKₐ + lg (Salz/Säure)
Der pKₐ ist 4.75, wir wollen aber einen pH von 4.07. Also muß der Term lg(Salz/Säure) einen Wert von −0.76 annehmen, bzw. Das Salz/Säure-Verhältnis muß Salz/Säure=10⁻⁰·⁷⁶ oder 0.21 betragen.
Wir wissen also, daß Salz+Säure=0.08 mol/l und Salz/Säure=0.21. Also brauchen wir für den Puffer eine Säurekonzentration von 0.08 / (1+0.21) = 0.066 mol/l und eine Konzentration an Salz (=Natriumacetat) von 0.08 − 0.08/(1+0.21)=0.014 mol/l.
Da wir zwei Liter von dem Puffer machen wollen, müssen wir 0.132 mol Essigsäure und 0.028 mol Natriumacetat einwiegen. Die molare Masse des Natriumacetats (als Trihydrat) beträgt 136 g/mol, also mußt Du m=n⋅M=3.84 g einwiegen.
War ein Tippfehler — der pH soll 4.07 sein, der pKₐ ist 4.75, die Differenz ist also −0.67 pH-Einheiten, und die beiden Ziffern sind dann verkehrt herum im Text gelandet. Gerechnet habe ich es aber rchtig, das Konzentrationsverhältnis zwischen Salz und Säure ist also 10⁻⁰·⁶⁷=0.21 wie behauptet.
Mein Resultat scheint also schon zu stimmen, der Puffer muß 0.066 mol/l Essigsäure und 0.014 mol/l Natriumacetat enthalten, das sind γ=c⋅M=1.9 g/l bzw. 3.8 g auf zwei Liter.
Aber wo liegt denn bei mir der Fehler? Ich hatte das so berechnet wie es bei einer Beispielaufgabe in unserem Chemiebuch stand. Danke für Deine Hilfe.
Stimmst Du überein, wenn ich behaupte: Das Konzentrationsverhältnis Salz/Säure ist 0.21, und die Summe Salz+Säure ist 0.08? Wenn ja, wie groß ist dann die Menge Salz, die Du pro Liter (oder pro zwei Liter) einwiegen mußt?
Wenn Ich Dein Ergebnis richtig lese, dann scheinst Du zu behaupten, die Na-Acetat-Konzentration sei 0.0544 mol/l im Puffer, und die Säurekonzentration dann 0.08−0.0544=0.0256 mol/l. Das kann ganz offensichtlich nicht stimmen, denn es muß ja mehr Säure als Salz im Puffer sein, damit der pH sauerer als der pKₐ wird.
Aber letztlich verstehe ich an der Zeile
n(NaOAc)= 10^-0,68*0,08mol/l*2l=0,1088mol
überhaupt nichts — weder, warum Du die Zahlen in dieser Reihenfolge multiplizierst, noch, warum Du behauptest, daß das rauskommt, was Du hinschreibst.
pow(10,-0.68)*.08*2
0.03342873809366463172995573977278854
Vielen vielen Dank, so langsam fange ich an zu verstehen. Ich hoffe, ich nerve dich nicht, wenn ich trotzdem nochmal nachfrage, aber wie würde die Rechnung und das Ergebnis aussehen, wenn der geforderte pH-Wert zum Beispiel 4,9 wäre, also größer als der pks von 4,75?
Naja, dann wäre das gesuchte Verhältnis Salz/Säure = 10⁴·⁹⁻⁴·⁷⁵=10⁰·¹⁵=1.41, also brauchen wir 0.03316 mol/l Säure und 0.04684 mol/l Natriumacetat pro Liter (Summe ist 0.08 mol/l).
Woraus sollst Du den Puffer machen? Ich sehe zwei Möglichkeiten: Entweder aus Natriumacetat plus Salzsäure oder aus Natriumacetat plus Essigsäure.
Vielen vielen Dank schon mal. Wie kommst du aber auf -0.76? Ich komme auf -0,68, also pH-pKs.
Ich dachte so:
lg([NaOAc]/[HAc])=pH-pKs=4,07-4,75=-0,68
und dann n(NaOAc)= 10^-0,68*0,08mol/l*2l=0,1088mol und das dann * 136g/mol=4,54g einzuwiegende Masse. Ist das richtig?