PH-Wert, Protolysengleichgewichte in Wasser, Puffer, Titrationskurven

Aufgabe1

Berechnung von pH -Werten

a) Berechne folgende pH - Werte:

o,o5 mol/l NaOH                     0,0003 mol/l  HCN                       0,007 mol/l NH3

b)Welchen pH - Wert zeigen 20 ml einer 0,1 mol/l NaOH nach Zugabe von 3 ml 0,4 mol/l HCl?

c) Welchen pH - Wert zeigen 50 ml   einer Lösung, in der 0,005 mol NH3 und 0,0004 mol NH4+ gelöst wurden?

Aufgabe 2

Protolysengleichgewichte in Wasser

Gegeben sind zwei Lösungen:

1. eine Salzsäure (HCl) mit der Konzentration 0,2 mol/l

2. eine Essigsäure (HAc) mit der Konzentration 0,2 mol/l.

a) Erläutern Sie an diesem Beispiel den Begriff "Säurestärke" und leiten Sie aus dem Massenwirkungsgesetz den Ks-Wert ab. Erläutern Sie die Aussage des Ks-Wertes.

b) Definieren Sie den Begriff "pH - Wert" und erläutern und begründen Sie aus dem Massenwirkungsgesetz, wie man die pH-Werte der gegebenen Lösungen berechnet. Begründen Sie vorgenommene Vereinfachungen. Führen Sie die Berechnung durch.

Aufgabe 3

Puffer

a) Eine Lösung von 100 ml enthält 0,2 mol/l HAc und 0,4 mol/l Ac-. Erläutern Sie die Vorgänge, die das Protolysengleichgewicht in dieser Lösung bestimmen und leiten Sie aus dem MWG ab, wie man den pH-Wert dieser Lösung berechnet.

b) Zu dieser Lösung gibt man 10 ml 0,2 mol/l HCl. Berechnen Sie  den pH-Wert, den die Lösung jetzt hat.

                                                 - 2-

 Aufgabe 4

Titration einer Base  mit 1 mol/l HCl

10 ml einer unbekannten Base A-  werden mit 1 mol/l HCl titriert. Man nimmt den pH-Wert  in Abhängigkeit von dem zugegebenen Volumen Salzsäure auf.  Man erhält folgendes Diagramm:

a) Beschreiben Sie das Diagramm.

b) Erklären Sie, welche Reaktion bei der Titration abläuft und in welcher Beziehung  der Kurvenverlauf zur abgelaufenen  Reaktion steht . (Definition pH-Wert)

c) Wurde eine starke oder schwache Base titriert? Kann man den Kb -Wert angeben? Beantworten Sie diese Fragen durch Diskussion  des  Kurvenverlaufs und Anwendung des Massenwirkungsgesetzes.

d) Bestimmen Sie den Äquivalenzpunkt graphisch, berechnen Sie die Konzentration der titrierten Base  und berechnen Sie den pH-Wert am Äquivalenzpunkt.

 e) Berechnen Sie den pH-Wert der Lösung nach Zugabe von 6 ml Salzsäure.

     Falls Sie den Kb-Wert nicht bestimmen konnten. schätzen Sie ihn.

Säurekonstanten

12 Chemie Gk

2. Klausur  / Nachschreiber

Aufgabe 1

Säuren und Basen

Man löst 0,1 mol HCl in 1 l wäßriger Lösung  und beobachtet, daß der pH-Wert 1 beträgt. Löst man 0,1 mol HAc in 1 l wäßriger Lösung, beabachtet man, daß der pH-Wert 2,875 beträgt. Bei der Lösung von 0,1 mol NaOH in 1 l wäßriger Lösung beträgt der pH-Wert 13.

a) Geben Sie ein Verfahren zur Messung des pH-Wertes an und definieren Sie den pH-Wert.

b) Leiten Sie aus dem Massenwirkungsgesetz ab, welche Beziehung zwischen pH und pOH in wäßrigen Lösungen besteht.

c) Warum zeigen die beiden Säuren Salzsäure und Essigsäure bei gleicher Konzentration unterschiedliche pH-Werte? Definieren und erläutern Sie die zugrunde liegenden Gesetzmäßigkeiten unter Bezugnahme auf das Massenwirkungsgesetz.

d) Leiten Sie aus dem Massenwirkungsgesetz ab, wie man die pH-Werte der drei angegebenen Lösungen berechnet und erläutern und begründen  Sie eventuell vorgenommene Vereinfachungen oder vereinfachende Annahmen.

 Aufgabe2

Berechnung von pH - Werten

a)Berechne folgende pH - Werte:

                   0,3 mol/l HCl                           0,04 mol/l NaOH              0,07 mol/l NH3

 b) 0,1  g NaOH wurden in 150 ml NaOH gelöst. Welchen pH-Wert zeigt die Lösung?

c) Welchen pH-Wert zeigt die Lösung, die entsteht, wenn man zu 20 ml 0,1 mol/l HCl  12 ml 0,1 mol/l NaOH gibt.

Atommassen: Na  23 u

                         O     16 u

                          H     1 u

Aufgabe 3

Titrationskurven

 20 ml einer Salzsäure wurden mit 0,1 mol/l NaOH titriert. Der pH-Wert wurde in Abhängigkeit von dem zugegeben Volumen NaOH gemessen. Man erhielt folgen Graphen:

a) Beschreiben Sie den Verlauf des Graphen und bestimmen Sie den Äquivalenzpunkt.

b) Begründen Sie, welcher pH-Wert am Äquivalenzpunkt vorliegt.

c) Beschreiben Sie das Verfahren der Titration und erläutern Sie , welche Informationen  der Chemiker dadurch erhält.

d) Berechnen Sie die Konzentration der titrierten Säure.

Lösungen:

a) Berechne folgende pH - Werte:

o,o5 mol/l NaOH                     0,0003 mol/l  HCN                       0,007 mol/l NH3

12,6                                            6,4                                                       10,5

b)Welchen pH - Wert zeigen 20 ml einer 0,1 mol/l NaOH nach Zugabe von 3 ml 0,4 mol/l HCl?    12,54

c) Welchen pH - Wert zeigen 50 ml   einer Lösung, in der 0,005 mol NH3 und 0,0004 mol NH4+ gelöst wurden?  10,34

Aufgabe 2

Protolysengleichgewichte in Wasser

Gegeben sind zwei Lösungen:

1. eine Salzsäure (HCl) mit der Konzentration 0,2 mol/l  0,69

2. eine Essigsäure (HAc) mit der Konzentration 0,2 mol/l.2,72

a) Erläutern Sie an diesem Beispiel den Begriff "Säurestärke" und leiten Sie aus dem Massenwirkungsgesetz den Ks-Wert ab. Erläutern Sie die Aussage des Ks-Wertes.

b) Definieren Sie den Begriff "pH - Wert" und erläutern und begründen Sie aus dem Massenwirkungsgesetz, wie man die pH-Werte der gegebenen Lösungen berechnet. Begründen Sie vorgenommene Vereinfachungen. Führen Sie die Berechnung durch.

Aufgabe 3

Puffer

a) Eine Lösung von 100 ml enthält 0,2 mol/l HAc und 0,4 mol/l Ac-. Erläutern Sie die Vorgänge, die das Protolysengleichgewicht in dieser Lösung bestimmen und leiten Sie aus dem MWG ab, wie man den pH-Wert dieser Lösung berechnet.

 5,05

b) Zu dieser Lösung gibt man 10 ml 0,2 mol/l HCl. Berechnen Sie  den pH-Wert, den die Lösung jetzt hat.

          4,98

Aufgabe 4e) pH= 9,07                                  

Aufgabe 1