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.

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⁺) = 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⁺) = mol/l, daher pH = 12,8.

(War nicht Teil der Hausaufgabe.)

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 = 2,50,02 = 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

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).

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^-

Welche Reaktionen laufen ab?

Eine Natriumhydrogencarbonatlösung wird mit Natronlauge versetzt.

2 Na⁺ (aq) + HCO₃^- (aq) + OH^- (aq) _←^→ 2 Na⁺ (aq) + CO₃^2- (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.

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 c(H₃O⁺) = [mol/l] c(OH^-) = [mol/l]

Werden 0,2 mol Propansäure mit Wasser auf einen Liter aufgefüllt, so beträgt der pH-Wert 2,8. Berechne den pK_S-Wert der Propansäure.

pH = 2,8 c(H₃O⁺) = [mol/l]

[mol/l]

Literaturwert: pK_S(Propansäure) = 4,87

Aus 35 ml reiner Essigsäure wird 1 l wässrige Lösung hergestellt. Berechne:

• die Masse der Essigsäure-Portion
  m = 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⁺ = [mol/l]

Daraus ergibt sich der pH-Wert 2,48.

Für ein korrespondierendes Säure-Base-Paar gilt die Beziehung .

Leite diese Beziehung am Beispiel der Essigsäure und der Acetationen (Base) her.