====== Blick ins Buch ======
Chemie heute, Schroedel, 1998 (gelbe Ausgabe)
Den bislang in diesem Halbjahr behandelten Stoff findet man im Chemiebuch auf den Seiten 106 - 115. Neben dem erklärenden Text gibt es dort natürlich auch viele Übungsaufgaben.
===== S. 107, A2 =====
**2,5 g Natriumhydroxid werden in 100 ml Wasser gelöst. Welchen pH-Wert besitzt die Lösung?**
M(NaOH) = 40 g/mol, d.h. 2,5 g NaOH sind 0,0625 mol. Da NaOH vollständig dissoziiert, entspricht diese Konzentration 0,625 mol Hydroxid-Ionen pro Liter, also
c(OH-) = 0,625 mol/l. Aus dem Ionenprodukt folgt c(H3O+) = 1,6*10^{-14} mol/l, daher pH = 13,8.
**Wie verändert sich der pH-Wert, wenn man auf 1l verdünnt?**
Nach Verdünnung: c(OH-) = 0,0625 mol/l. Aus dem Ionenprodukt folgt c(H3O+) = 1,6*10^{-13} mol/l, daher pH = 12,8.
(War nicht Teil der Hausaufgabe.)
===== S. 107, A3 =====
**20 ml Salzsäure mit c(HCl) = 2,5 mol/l werden auf 250 ml verdünnt. Welcher pH-Wert stellt sich ein?**
c = n/V, also n = cV, damit folgt: n = 2,5~*~0,02 = 0,05 [mol]
Die Konzentration in 250 ml beträgt also: c = 0,05/0,25 = 0,2 [mol/l]
Da Salzsäure vollständig dissoziiert, ist die Konzentration der Hydronium-Ionen genauso groß wie die Konzentration der Salzsäure.
pH = 0,7
===== S. 108, A2 =====
**Warum entweicht Ammoniak, wenn man zu Ammoniumchlorid Natronlauge gibt? (Protolysegleichung formulieren)**
Teilchen in der Lösung:
NH4+ (aq) + Cl- (aq) + Na+ (aq) + OH- (aq)
Protolysegleichung:
NH4+ (aq) + OH- (aq) <--> NH3 + H2O
Eine weitere Erklärung, neben der Säure-Base-Reaktion, ergibt sich ebenfalls aus dieser Gleichung: Ammoniak/Ammoniumhydroxid ist ein Gleichgewichtspaar. Wird die Konzentration der Hydroxidionen erhöht, so verschiebt sich das Gleichgewicht in Richtung der Edukte (Ammoniak und Wasser).
===== S. 108, A3 =====
**Erwärmt man Natriumacetat mit verdünnter Schwefelsäure, so macht sich der Geruch von Essigsäure bemerkbar. Formuliere die Reaktionsgleichung.**
Na+ (aq) + CH3COO- (aq) + H3O+ + HSO4- (aq) <--> Na+ + CH3COOH + H2O + HSO4-
===== S. 109, A2 =====
**Welche Reaktionen laufen ab?**
**Eine Natriumhydrogencarbonatlösung wird mit Natronlauge versetzt.**
2 Na+ (aq) + HCO3- (aq) + OH- (aq) <--> 2 Na+ (aq) + CO32- (aq) + H2O
Das Hydrogencarbonation reagiert also als Säure.
**Eine Natriumhydrogencarbonatlösung wird mit Salzsäure versetzt.**
Na+ (aq) + HCO3- (aq) + H3O+ + Cl- <--> Na+ + CO2 (g) + 2 H2O + Cl-
Das Hydrogencarbonation reagiert also als Base, die entstehende Kohlensäure zerfällt in Kohlenstoffdioxid und Wasser.
===== S. 110, A2 =====
**Eine verdünnte Säure-Lösung besitzt den pH-Wert 3,2. Wie groß sind die Konzentrationen der Hydronium-Ionen und der Hydroxid-Ionen?**
pH = 3,2 ~doubleleftright~ c(H3O+) = 10^{-3,2} ~=~ 6,31 * 10^{-4} [mol/l] ~doubleleftright~ c(OH-) = 1,58 * 10^{-11} [mol/l]
===== S. 112, A2 =====
**Werden 0,2 mol Propansäure mit Wasser auf einen Liter aufgefüllt, so beträgt der pH-Wert 2,8. Berechne den pKS-Wert der Propansäure.**
pH = 2,8 ~doubleleftright~ c(H3O+) = 10^{-2,8} ~=~ 1,58 * 10^{-3} [mol/l]
K_S ~=~ {c^2(H_3O^{+})}/{c_0(C_2H_5COOH)} ~=~ ({1,58 * 10^{-3})^2}/{0,2} ~=~ 1,26 *10{-5} [mol/l] ~doubleleftright~~~ pK_S ~=~ 4,9
Literaturwert: pKS(Propansäure) = 4,87
===== S. 114, A2 =====
**Aus 35 ml reiner Essigsäure wird 1 l wässrige Lösung hergestellt. Berechne:**
* **die Masse der Essigsäure-Portion**\\ m = rho ~*~V = 1,044 ~*~35 = 36,54 [g]
* **die Stoffmenge der Essigsäure**\\ n = m/M = 36,54 / 60 = 0,609 [mol]
* **die Konzentration der Essigsäure-Lösung**\\ c = n/V = 0,609 /1 = 0,609 [mol/l]
* **den pH-Wert der Essigsäure-Lösung**\\ beachte: keine vollständige Dissoziation!
c(H3O+ = sqrt{K_S ~*~ c_0} ~=~ sqrt{1,8 * 10^{-5} * 0,609} ~=~ 0,0033 [mol/l]
Daraus ergibt sich der pH-Wert 2,48.
===== S. 112, A5 =====
**Für ein korrespondierendes Säure-Base-Paar gilt die Beziehung** pK_S ~+~ pK_B ~=~ pK_W.
**Leite diese Beziehung am Beispiel der Essigsäure und der Acetationen (Base) her.**
~~~~pK_S ~+~ pK_B ~=~ pK_W
doubleleftright~~-lg(K_S) ~-~ lg(K_B) ~=~ -lg(K_W)
doubleleftright~~lg(K_S) ~+~ lg(K_B) ~=~ lg(K_W)
doubleleftright~~lg(K_S ~*~ K_B) ~=~ lg(K_W)
doubleleftright~~~~K_S ~*~ K_B ~=~ K_W
doubleleftright~~~~{c(H_3O^{+}) ~*~ c(Ac^{-})}/{c(HAc)} ~*~ {c(OH^{-}) ~*~ c(HAc)}/{c(Ac^{-})} ~=~ c(H_3O^{+}) ~*~ c(OH^{-}) 8-)
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