|
Berechnung des pH-Wertes eines Gemisch aus starken Säure:
Starke Säuren liegen in wässriger Lösung
(fast) vollkommen dissoziiert vor, das heißt, die starke
Säure hat vollständig alle Protonen abgegeben. Erstellen wir
nun eine Mischung aus zwei (oder mehreren) starken Säuren, so ist
die Konzentration der Protonen in der Mischung gleich der Summe der
Konzentrationen der Säuren (Achtung: im Rahmen des
Schulunterrichts wird hierbei oft nicht die Verdünnung
berücksichtigt).
Beispiel für die pH-Berechnung eines Gemisches aus zwei starken Säuen:
Wir haben ein Gemisch aus einer (wässrige) Salzsäurelösung mit einer Konzentration
von 0,1 mol/L und einer Konzentration von 0,2 mol/L.
Daraus folgt, dass wir in dem Gemisch eine Protonenkonzentration von 0,1 mol/L + 0,2 mol/L = 0,3 mol/L
Da in einem Gemisch aus starken Säuren alle
Säuren (fast) vollständig ihre Protonen abgeben, können
wir nun die berechnete Protonenkonzentration in die allgemeine Formel
für die pH-Wert Berechnung einsetzen: pH = - log (Protonenkonzentration)
Somit ergibt sich für das Gemisch aus zwei starken Säure ein pH-Wert von pH
= - log 0,3 = 0,53
Hinweis für den fortgeschrittenen Chemieunterricht
Wie eingangs erwähnt wird die pH-Berechnung eines
Gemisches aus zwei oder mehreren starken Säuren im Chemie-
Schulunterricht meist ohne den Verdünnungseffekt betrachtet. Im
Rahmen des Schulunterrichts werden auch keine größeren
Verdünnungen betrachtet, so dass die obige Rechnung zu einem
Gemisch aus zwei starken Säuren kaum abweicht.
Im Rahmen des fortgeschrittenen Chemieunterrichts bzw. Studium muss der
Verdünnungseffekt allerdings berücksichtigt werden. Bei einem
Gemisch aus zwei oder mehreren starken Säuren bleibt die
Stoffmenge an Säure auch beim Mischen (bzw. Verdünnen) immer
gleich). Allerdings ändern sich durch das Mischen von Säuren
auch das Gesamt-Volumen, dass größer wird. Dadurch
ändert sich auch die Konzentration (Konzentration = Stoffmenge :
Volumen). Da in die Formel zur pH-Berechnung nicht die Stoffmenge
eingeht, sondern die Konzentration (und die abhängig vom Volumen
ist) muss für eine genaue Berechnung des pH-Wertes eines
Säure-Gemisches aus starken Säuren der Verdünnungseffekt
mit berücksichtigt werden.
|