PH Wert einer Lösung < allgemeine Chemie < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Status: |
(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 11:45 So 11.08.2013 | | Autor: | Benja91 |
| Aufgabe | Berechnen Sie den PH Wert volgender Lösung:
[mm] \pmat{ 1.0M HCN Ks=6,2*10^{-10} \\ 5.0M HNO2 Ks=4.0*10^{-4} }
[/mm]
Berechnen Sie die CN- Konzentration |
Hallo,
ich habe versucht obige Aufgabe zu lösen, bin aber nicht sehr weit gekommen. Bei der 1. Säure handelt es sich ja um eine starke Säure (-> vollständige Protolyse) und bei der zweiten Säure um eine schwache Säure (Gleichgewicht).
Reaktionsgleichung:
HCn + HNO2 [mm] \gdw [/mm] Cn- + NO2- + 2H3O+
Ich verstehe jetzt aber nicht, wie ich hier an die Cn- Konzentration herankomme. Ich habe versucht es mit der Formel für eine schwache Säure zu berechnen, komme dann aber auf einen falschen PH wert.
Es wäre super, wenn ihr mir helfen könnten :)
Vielen Dank und noch einen schönen Sonntag
Benja
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 17:09 So 11.08.2013 | | Autor: | Martinius |
Hallo Benja91,
schreibe uns doch bitte die originale Aufgabenstellung.
LG, Martinius
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:19 So 11.08.2013 | | Autor: | Ladon |
Hallo Benja,
Cyanwasserstoff (HCN) oder Blausäure ist eine sehr schwache Säure. Ein niedriger Ks-Wert ist bei einer schwachen Säure der Fall.
Salpetrige Säure ([mm]HNO_2[/mm]) ist eigentlich eine mittelstarke Säure.
Vielleicht klärt das schon einiges.
MfG Ladon
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet  | | Datum: | 11:14 Mi 14.08.2013 | | Autor: | Benja91 |
| Aufgabe | Berechnen Sie den pH folgender Lösung:
1,0 M HCN [mm] Ks=6,2*10^{-10}
[/mm]
5,0 M HNO2 [mm] Ks=4,0*10^{-4}
[/mm]
Berechnen Sie außerdem die Konzentration der Cn- Ionen. |
Hallo,
sry für die etwas späte Antwort. Ich habe die Aufgabe oben nochmal etwas deutlicher aufgeschrieben.
Mein Problem ist, dass mir nicht klar ist, wie ich überhaupt vorgehen muss, wenn ich eine "Mischung" von zwei Säuren habe, die nicht von einem Typ sind (HCN: schwach und HNO2: mittelstark).
Kann ich die beiden Reaktionen erst getrennt betrachten, also die Cn- Ionen berechnen aus HCN + H20 -> Cn- + H3O+? Das wäre ja dann mit der Konstante Ks:
[mm] 6,2*10^{-10}=\bruch{x^{2}}{1-x} \gdw x=2,49*10^{-5}=c(Cn-)
[/mm]
Allerdings scheint das falsch zu sein, weil das Kontrollergebnis [mm] c(Cn-)=1,4*10^{-8} [/mm] ist und der pH-Wert 1.35 beträgt.
Es wäre super, wenn ihr mir vielleicht nochmal einen Tip gegen könntet.
Vielen Dank !
Benja
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 11:26 Mi 14.08.2013 | | Autor: | Josef |
Hallo Benja,
> Berechnen Sie den pH folgender Lösung:
>
> 1,0 M HCN [mm]Ks=6,2*10^{-10}[/mm]
> 5,0 M HNO2 [mm]Ks=4,0*10^{-4}[/mm]
>
> Berechnen Sie außerdem die Konzentration der Cn- Ionen.
> Hallo,
>
> sry für die etwas späte Antwort. Ich habe die Aufgabe
> oben nochmal etwas deutlicher aufgeschrieben.
>
> Mein Problem ist, dass mir nicht klar ist, wie ich
> überhaupt vorgehen muss, wenn ich eine "Mischung" von zwei
> Säuren habe, die nicht von einem Typ sind (HCN: schwach
> und HNO2: mittelstark).
> Es wäre super, wenn ihr mir vielleicht nochmal einen Tip
> gegen könntet.
>
Bei der Berechnung von pH-Werten müssen die Verbindungen in die Kategorien, starke Säure, schwache Säure, starke Base, schwache Base und Salz eingeordnet werden.
Viele Grüße
Josef
|
|
|
| |
|
Hallo Benja91,
zunächst müsstest Du, wie Josef richtig geschrieben hat, Deine Säuren in die jeweils richtige Kategorie einordnen.
Wenn wir die Wikipedia Daten verwenden:
- der pKs der Cyanwasserstoffsäure liegt mit pKs = 9,21 im Intervall 4,5 < pKs < 9,5 , womit die Blausäure zu den schwachen Säuren gehört.
- der pKs der salpetrigen Säure liegt mit pKs = 3,4 im Intervall 1 < pKs < 4,5 , womit die salpetrige Säure zu den starken Säuren gehört.
Der pH der Lösung des Gemisches beider Säuren wird also von der salpetrigen Säure dominiert - die aus der Protolyse der Cyanwasserstoffsäure stammenden Oxoniumionen kann man daher vernachlässigen.
[mm] $HNO_2+H_2O \; \rightleftharpoons\; NO_2^{-}+H_3O^{+}$
[/mm]
$Ks [mm] \;=\; \frac{[NO_2^{-}]*[H_3O^{+}]}{[HNO_2]_{(Glgw.)}} \;=\;\frac{x^2}{5-x}$
[/mm]
[mm] $Ks*(5-x)\;=\;x^2$
[/mm]
[mm] $x^2+Ks*x-5*Ks\;=\;0$
[/mm]
[mm] $x_1\;=\;-\frac{Ks}{2}+\wurzel{\left(\frac{Ks}{2}\right)^2+5*Ks}\;=\; -2*10^{-4}+\wurzel{4*10^{-8}+20*10^{-4}}\;\approx\; 0,044\;522$
[/mm]
[mm] $pH\;=\;lg(x_1)\;\approx\;1,351\;427$
[/mm]
Diese Oxoniumionen drängen dann gemäß dem Massenwirkungsgesetz die Protolyse der Cyanwasserstoffsäure zurück.
$HCN+H_2O [mm] \; \rightleftharpoons\; CN^{-}+H_3O^{+}$
[/mm]
$Ks [mm] \;=\; \frac{[CN^{-}]*[H_3O^{+}]}{[HCN]_{(Glgw.)}}\;\approx\; \frac{[CN^{-}]*[H_3O^{+}]}{[HCN]_{(0)}} [/mm] $
[mm] $[CN^{-}]\;=\;\frac{[HCN]_{(0)}*Ks}{[H_3O^{+}]}\;=\; \frac{1*6,2*10^{-10}}{0,044\;522}\;\approx\; 1,392\;576*10^{-8} [/mm] $
LG, Martinius
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 09:58 Fr 16.08.2013 | | Autor: | Benja91 |
Hallo Martinius,
vielen, vielen Dank für deine super Erklärung.
Ich habe noch zwei Fragen dazu:
1. Die salpetrige Säure ist ja eine starke Säure. Daher müsst es doch eigentlich vollständig in Wasser dissoziieren. Warum ist es trotzdem eine Gleichgewichtsreaktion und nicht einfach: [mm] HNO_2+H_2O \rightarrow NO_2^{-}+H_3O^{+}
[/mm]
2.
> Diese Oxoniumionen drängen dann gemäß dem
> Massenwirkungsgesetz die Protolyse der
> Cyanwasserstoffsäure zurück.
Mir ist nicht richtig klar, warum es so ist. Könnte man es vielleicht so beschreiben, dass die starke Säure viel mehr [mm] H_{3}O^{+} [/mm] Ionen bildet und somit den Hauptteil an H2O verbraucht? Oder läuft die Reaktion dann in die umgekehrte Richtung ab? Ich meine damit, dass die [mm] H_{3}O^{+} [/mm] Ionen verwendet werden um HCN zu bilden.
Vielen Dank für deine Hilfe und viele Grüße
Benja
|
|
|
| |
|
Hallo Benja91,
> Hallo Martinius,
>
> vielen, vielen Dank für deine super Erklärung.
>
> Ich habe noch zwei Fragen dazu:
>
> 1. Die salpetrige Säure ist ja eine starke Säure. Daher
> müsst es doch eigentlich vollständig in Wasser
> dissoziieren.
Die Klassifizierung der Säuren kann auch von dem (Lehr-) Buch ab, welches man verwendet. Manche Bücher sprechen daher von der salpetrigen Säure als einer mittelstarken.
Auch starke Säuren protolysieren nicht vollständig - man kann aber in guter Näherung davon ausgehen.
Warum ist es trotzdem eine
> Gleichgewichtsreaktion und nicht einfach: [mm]HNO_2+H_2O \rightarrow NO_2^{-}+H_3O^{+}[/mm]
Eigentlich sind fast alle Reaktionen in der Chemie Gleichgewichtsreaktionen - mit Ausnahme jener, bei welchen ein Reaktant aus dem Reaktionsraum entfernt wird.
>
> 2.
> > Diese Oxoniumionen drängen dann gemäß dem
> > Massenwirkungsgesetz die Protolyse der
> > Cyanwasserstoffsäure zurück.
>
> Mir ist nicht richtig klar, warum es so ist.
Google unter (oder lies in einem Lehrbuch nach): Le Chatelier - Prinzip vom kleinsten Zwang.
Z. B.:
![[]](/images/popup.gif) http://de.wikipedia.org/wiki/Prinzip_vom_kleinsten_Zwang
Könnte man es
> vielleicht so beschreiben, dass die starke Säure viel mehr
> [mm]H_{3}O^{+}[/mm] Ionen bildet und somit den Hauptteil an H2O
> verbraucht?
Nein.
Oder läuft die Reaktion dann in die umgekehrte
> Richtung ab? Ich meine damit, dass die [mm]H_{3}O^{+}[/mm] Ionen
> verwendet werden um HCN zu bilden.
Ja.
>
> Vielen Dank für deine Hilfe und viele Grüße
> Benja
Ich weiß nicht in welchem Semester Du bist & wieviel Chemie Du brauchst. Ich empfehle aber oft guten Gewissens, auch für Nebenfächler,:
Charles Mortimer
Arnold Arni
LG, Martinius
P.S. Der Mortimer wird im kommenden Februar in einer Neuauflage erscheinen.
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:04 Fr 16.08.2013 | | Autor: | Benja91 |
Vielen Dank für deine Antwort und die Literaturempfehlungen :)
Gruß
Benja
|
|
|
|
