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pH-Wertberechnungen
mit und
c(H3O+) | 1=100 | 10-1 | 10-2 | 10-3 | 10-4 | 10-5 | 10-6 | 10-7 | 10-8 | 10-9 | 10-10 | 10-11 | 10-12 | 10-13 | 10-14 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
c(OH- | 10-14 | 10-13 | 10-12 | 10-11 | 10-10 | 10-9 | 10-8 | 10-7 | 10-6 | 10-5 | 10-4 | 10-3 | 10-2 | 10-1 | 100=1 |
pH | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
pOH | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Reaktion der Lösung | sauer | neutral | basisch |
Starke Säuren und Basen
Bei starken Säuren und Basen kann man von einer vollständigen Dissoziation ausgehen, d.h. c(H3O+) = c0(Säure) und c(OH-) = c0(Base).
Die Säuren- bzw. Basenkonstanten dieser Stoffe sind größer als die jeweiligen Konstanten von H3O+ und OH-.
Ausgangskonzentration | c(H3O+) [mol/l] | c(OH-) [mol/l] | pH | pOH |
---|---|---|---|---|
c0(HCl) = 0,05 mol/l | 1,3 | 12,7 | ||
c0(NaOH) = 0,2 mol/l | 13,3 | 0,7 |
Herleitung aus dem Massenwirkungsgesetz
Säurebeispiel: Essigsäure, HAc
dabei gilt: und
also ergibt sich: und
Basenbeispiel: Ammoniakwasser, NH3H2O (also NH3 (aq))
dabei gilt: und
also ergibt sich: und
analog zum pH-Wert gilt auch hier:
und
Berechnung von Säuren- und Basenkonstanten
Ausgangskonzentration: c0 = 10-2 mol/l = 0,01 mol/l
Die Werte der jeweiligen Säure- bzw. Basenkonstante findet man im Tafelwerk auf S. 138.
Säure bzw. Base | KS bzw. KB [mol/l] | c(H3O+) [mol/l] | c(OH-) [mol/l] | pH | |
---|---|---|---|---|---|
CH3COOH (aq) | S | 3,4 | |||
NH3 (aq) | B | 10,6 | |||
Na2CO3 (aq) | B | 11,2 | |||
[Fe[(H2O)6]Cl3 (aq) | S | 2,1 |