pH-Wert und Formeln für das chemische Rechnen

pH-Wert, Skala und Erläuterung

0 … 7 … 14
Säure neutral Lauge
c(H+) > c(OH-) c(H+) = c(OH-) c(H+) < c(OH-)

Neutrale Lösungen haben also den pH-Wert 7, aber haut-neutral ist ein pH-Wert von 5,5 (Säureschutzmantel der Haut).

Der pH-Wert misst die Anzahl der Wasserstoffionen (H+) in einem bestimmten Volumen, z.B. Liter.

Der pH-Wert ist also ein Maß für die Konzentration der Wasserstoffionen in einer Lösung.

Das bedeutet: Nur in Lösungen, die Wasserstoffionen enthalten, kann ein pH-Wert gemessen werden.

Neutrale Lösungen enthalten auch Wasserstoffionen, da die Wassermoleküle (zu einem ganz kleinen Anteil) spontan in Wasserstoffionen und Hydroxidionen zerfallen können: H2O → H+ + OH-

Formeln

m = M * n Masse = Molmasse((molare Masse) mal Stoffmenge
m = rho * V Masse = Dichte mal Volumen
M = m / n Molmasse = Masse geteilt durch Stoffmenge
V = V_m * n Volumen = Molvolumen mal Stoffmenge
V = m / rho Volumen = Masse durch Dichte
V_m = V / n Molvolumen = Volumen geteilt durch Stoffmenge
rho = m/V Dichte = Masse geteilt durch Volumen
c = n/V Konzentration = Stoffmenge geteilt durch Volumen

n ist die Stoffmenge mit der Einheit mol, N ist die Teilchenzahl (hat keine Einheit) einer bestimmten Stoffportion. Ein Mol einer Teilchensorte sind dabei ungefähr 6 * 10^23 Teilchen. Ein Mol eines Gases hat bei Standardbedingungen ein Volumen von 22,4 l (Molvolumen).

pH-Wert von Säuren und Laugen verschiedener Konzentration

Experimentell wurden die pH-Werte von Säuren und Laugen verschiedener Konzentration ermittelt.

Ausgangspunkt waren die in den Tropffläschchen vorhandene Salzsäure und Natronlauge.

1 ml der jeweiligen Lösung wurde mit 9 ml Wasser vermischt und dann der pH-Wert gemessen.

Der Schritt wurde noch fünf mal mit der jeweils verdünnten Lösung wiederholt.

Messwerte:

HCl (aq) » « NaOH (aq)
gemessener pH-Wert (Durchschnitt): 1.03.05.55.756.06.0 7.07.37.59.511.513.75
erwarteter pH-Wert: 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13

Von Links nach Rechts (>>>>>) steigt der pH-Wert, die Wasserstoffionenkonzentration nimmt also ab.

Von Rechts nach Links (<<<<<) sinkt der pH-Wert, die Hydroxidionenkonzentration nimmt also ab.

Die Ausgangslösungen sollten eine Konzentration von 1 mol/l haben (1 ml mit 1 mol/l in 10 ml Lösung). Daher die erwarteten pH-Werte von pH = 1 (c(H+ = 10-1 mol/l) für die Säure und und pH = 13 (c(H+ = 10-13 mol/l = c(OH- = 10^-1 mol/l).

Beim beschriebenen Verdünnungsverfahren müsste sich der pH-Wert in jedem Schritt um 1 ändern, da die Konzentration der Säure und Lauge jeweils 1/10 der vorherigen Lösung war (wenn sich die Konzentration von OH- um den Faktor 10 verringert, steigt die Konzentration von H+ um den Faktor 10).

schule/ch/jahr3/phwert.txt · Zuletzt geändert: 2018/05/31 13:42 von ahrens
CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International
Driven by DokuWiki Recent changes RSS feed Valid CSS Valid XHTML 1.0