Wir müssen herausfinden, wie viel Ammoniak (NH₃) in 2 Litern Wasser gelöst werden muss, um eine Lösung mit einem pH-Wert von 9,1 zu erzeugen. Dazu verwenden wir die Beziehung zwischen pH, pOH, pKb und pKs sowie die Henderson-Hasselbalch-Gleichung für schwache Basen.
Die Beziehung zwischen pH und pOH lautet: pH + pOH = 14
Die Beziehung zwischen pKs und pKb lautet: pKs + pKb = 14
Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung für Säuren lautet:
pH = 1/2 (pKs - log([Säure]))
Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung für Basen lautet:
pOH = 1/2 (pKb - log([Base]))
Überlege, welche Umrechnungen du machen musst und welche Formel verwendet werden muss.
Wir müssen herausfinden, wie viel Ammoniak (NH₃) in 2 Litern Wasser gelöst werden muss, um eine Lösung mit einem pH-Wert von 9,1 zu erzeugen. Dazu verwenden wir die Beziehung zwischen pH, pOH, pKb und pKs sowie die Henderson-Hasselbalch-Gleichung für schwache Basen.
Die Beziehung zwischen pH und pOH lautet: pH + pOH = 14
Die Beziehung zwischen pKs und pKb lautet: pKs + pKb = 14
Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung für Säuren lautet:
pH = 1/2 (pKs - log([Säure]))
Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung für Basen lautet:
pOH = 1/2 (pKb - log([Base]))
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Schlüssel hierbei ist herauszufinden, dass Ammoniak (NH3) eine Base ist. Daher muss mit dem pKb-Wert gerechnet werden und es muss die Formel mit dem pOH benutzt werden. Dafür muss der pH Wert in den pOH Wert umgerechnet werden.
Somit rechnen wir den pKb aus, setzten ihn in die Formel mit dem pOH und lösen die Formel nach der Konzentration auf.
Vollständiger Lösungsweg:
pH in pOH umrechnen:
pH + pOH = 14
pOH = 14 − 9,1 = 4,9
pKs in pKb umrechnen:
pKs + pKb = 14
pKb = 14 − 9,2 = 4,8
Werte in die Henderson-Hasselbalch-Gleichung einsetzen und nach der gesuchten Konzentration auflösen:
4,9 = 1/2 (4,8 - log([NH3])) /*2
9,8 = 4,8 - log([NH3]) /-4,8
5 = - log([NH3]) /logarithmus auflösen
[NH3] = 1 x 10^-5 mol/l
Für eine Konzentration von 1×10^−5 mol/l in 2 Litern Wasser:
Anzahl der Mol = 1×10^−5 mol/l × 2 l = 2×10^−5 mol = 20 μmol
#
C00203
Wenn bereits ein Pks-Wert gegeben ist, ist es sehr wahrscheinlich, dass es eine schwache Säure oder Base ist.
In der Henderson-Hasselbalch-Gleichung muss immer die gleiche Art des Stoffs angegeben sein.
Somit muss bei der Berechnung einer Base der pKb und der pOH- Wert in der Formel stehen. Dafür müssen gegebene pKs und pH Werte erst umgerechnet werden.
Für Säuren ist dies logischerweise umgekehrt.
Lass dich nicht verwirren, wenn wie bei dieser Aufgabe steht, dass es gasförmiger Amoniak ist, dies ändert nichts an der Berechnung.
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