====== Übung 1 Saure und alkalische Lösungen im Alltag ====== ===== Aufgabe 1 - Sanitärreiniger ===== [[http://www.chemieunterricht.de/dc2/citrone/c_t6.htm|{{ .:c_t_fo04.gif?nolink|Citronensäure}}]] saure WC-Reiniger: Natriumhydrogensulfat (NaHSO4) und Citronensäure (H3Cit, Summenformel C6H8O7) alkalische Sanitärreiniger: Natriumhypochlorit(NaClO) und Natriumchlorid (NaCl)((Natriumhypochlorit wird durch Einleiten von Chlorgas in Natronlauge gewonnen: Cl2 + 2 NaOH -> NaClO + NaCl + H2O)) ==== Teilchen in der wässrigen Lösung ==== sauer: Na+, HSO4-, H3O+, H2Cit- (pKS = 3,13), daneben auch HCit2- (pKS = 4,47) und Cit3- (pKS = 5,39) ((Quelle der pKS-Werte: http://www.hamm-chemie.de/j12/j12db/srekonstanten.htm)) alkalisch: Na+, ClO-, Cl- ==== Ergänzung: Brönsted-Reaktionen ==== sauer, 1: HSO4- + H2O <--> SO42- + H3O+ (pKS = 1,92) sauer, 2: H3Cit + H2O <--> H2Cit- + H3O+ (pKS = 3,13) alkalisch: ClO- + H2O <--> HClO + OH- (pKS(HClO) = 7,53) ==== gemeinsamer Einsatz ==== 2 H3O+ + ClO- + Cl- <--> Cl2 + 3 H2O Sulfat und Citrate wurden in dieser Gleichung nicht berücksichtigt. ===== Aufgabe 2 - Öffnung einer Mineralwasserflasche ===== H2CO3 <--> CO2 + H2O Diese Reaktion ist endotherm und verläuft daher bei hohen Temperaturen heftiger. Durch den dann erhöhten Gasdruck kann die Mineralwasserflasche platzen. ===== Aufgabe 3 - Entkalken ===== CaCO3 (s) + 2 CH3COOH (aq) -> Ca2+ (aq) + CO2 **(g)** + H2O + 2 CH3COO- (aq)((Hier ist es nicht sinnvoll, Gleichgewichtspfeile zu schreiben, da CO2 entweicht, dadurch wird ein nahezu vollständiger Umsatz des Eduktes, das in der geringeren Stoffmenge vorliegt, erzwungen.)) ==== pH-Wert des verwendeten Essigs ==== c0 = 0,9 mol/l Ks(CH3COOH)) = 1,8 * 10^{-5} mol/l c(H3O+) = sqrt{K_S * c_0} = sqrt{1,8 * 10^{-5} * 0,9} = 0,0040 [mol/l] pH = -lg(c(H3O+) = 2,40 ==== Restkonzentration nach dem Entkalken ==== Eingesetzt: 1 l Essigsäure mit c0 = 0,9 mol/l, also 0,9 mol Essigsäure gemessener pH-Wert: 3,8 doubleleftright c(H3O+) = 10^{-3,8} ~=~ 0,00016 [mol/l] aus K_S ~=~ {c(H_3O^{+}) ~*~ c(CH_3COO^{-})}/{c(CH_3COOH)} ergibt sich die Restkonzentration: 1,8 * 10^{-5} ~=~ {0,00016^2}/{c(CH_3COOH)} ~~doubleleftright~~ c(CH_3COOH) ~=~ {0,00016^2}/{1,8 * 10^{-5}} ~=~ 0,0014 [mol/l] ==== Masse an gelöstem Calciumcarbonat ==== Die Restkonzentration an Essigsäure beträgt 0,0014 mol/l, von den ursprünglich 0,9 mol Essigsäure sind also nur noch 0,0014 mol vorhanden. Damit wurden 0,8986 mol Essigsäure verbraucht. Nach der Reaktionsgleichung werden 2 mol Essigsäure beim Auflösen von 1 mol Calciumcarbonat umgesetzt. Demnach wurden also 0,4493 mol Calciumcarbonat gelöst. Da Calciumcarbonat eine Molmasse von 100 g hat, wurden also 44,93 g Calciumcarbonat aufgelöst. {{tag>}}