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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : ph Berechnung



NickM
13.10.2014, 22:14
Hallo,

ich habe eine Lösung mit der Konzentration 0,1 mol/L.

Nun soll der pH Wert von Na2HPO4 und NaH2PO4 berechnet werden.

Zur Verfügung stehen allerdings nur diese pKA Werte:

H3PO4=2,1
H2PO4=7,2
HPO4=12,3

Über ein paar Tipps wäre ich dankbar!

Gesocks
13.10.2014, 23:00
Für schwache Säuren gilt:
pH = 1/2 x (pKS – lg [HA])

Die Herleitung (über Umstellen der Formel für KS) ist auch nicht schwierig, tippt sich im Forum aber blöd. Lässt sich ergoogeln.

NickM
14.10.2014, 00:23
Danke, mit der Formel habe ich schon gearbeitet. Allerdings kann ich hier ja nicht die Werte "einfach einsetzen", da pKS nur für andere Stoffe gegeben ist.

ProximaCentauri
14.10.2014, 09:06
Das sind die genau gleichen Stoffe. Natrium dient nur als Gegenion und hat überhaupt keinen Einfluss auf den pH-Wert.

Oder habe ich dich falsch verstanden?

NickM
14.10.2014, 12:52
Ein Kommilitone meinte, dass man ggf. diese Formel anwenden könne:

pH = 1/2 pKA1 + 1/2 pKA2

Demnach für Na2HPO4:

pH = 0,5x[pKA(HPO4)] + 0,5x[pKA(H2PO4)]


Oder kann man wie "ProximaCentauri" erwähnt hat, einfach folgendes zur Berechnung nutzen?

pH = 0,5x[pKA(HPO4)]-lg(0,1)

Gesocks
14.10.2014, 17:23
Wenn man sich die Protonenherkunft anschaut:
Autoprotolyse von Wasser zu OH-.
HPO42- wird deprotoniert zu PO43-.
H2PO4- wird deprotoniert zu HPO42-.
H2PO4- wird protoniert zu H3PO4-.

Die ersten beiden kann man vernachlässigen (saures Milieu, Wasser und HPO42- sind sehr schwache Säuren).

Dann ergibt sich pH aus: c(H3O+) = c(HPO42-) - c(H3PO3-)
Durch Einsetzen von KS1 und KS2 (zu stressig alle Schritte im Forum zu notieren, bei Interesse selbst nachbauen) erhält man - unter der Annahme, dass sich c(H2PO42-) nur unwesentlich verändern wird (das darf man annehmen, Stichwort Dissoziationsgrad):

c(H3O+) = sqrt( (KS1 x KS2 x c(H2PO4-)) / (KS1 + c(H2PO4-))
bzw. mit unseren Werten pH = 4,67

Daraus ergibt sich dann auch die Näherungsformel deines Kommilitonen, wenn, siehe Formel, [H2PO4-] >> [KS1]. Kommt bei uns (0,1 >> 10-2,1) hin.
Dann ist nämlich:
c(H3O+) = sqrt( KS1 x KS2 )
pH = 1/2 x ( pKS1 + pKS2 )
bzw. mit unseren Werten pH = 4,65

Die einfachste Näherungsmöglichkeit (jeweils am Beispiel H3PO4, H2PO4-, HPO42-, PO43- mit c(H2PO41-) = 0,1 mol / l:
als einfache Säure behandeln; also nur mit pKS der einfachen Deprotonierung (pKS2) rechnen.
pH = 1 / 2 (pKS2 - lg ([H2PO4-]) )
bzw. mit unseren Werten pH = 4,1


In wie weit man da mit Näherungsformeln hantieren sollte würde ich also von den Antwortmöglichkeiten abhängig machen ;-)

SuperSonic
18.10.2014, 19:51
:-top Hast dir viel Mühe gemacht, aber bei den Phosphaten ist jeweils eine negative Ladung zu viel.
H3PO4, H2PO4-, HPO42-, PO43- müsste es natürlich lauten.

Und noch ein kleiner Fehler:


pH = sqrt( KS1 x KS2 )
pH = 1/2 x ( pKS1 + pKS2 )

c(H3O+) in der ersten Zeile, vor dem Logarithmieren.

Gesocks
19.10.2014, 15:47
Danke! Verzählt, und dann auch noch im BB-Rausch :-P