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Transkript pH-Wert-Berechnung schwacher Säuren

Herzlich willkommen zum Thema pH-Wert-Berechnung einer schwachen Säure. Auch in diesem Video möchte ich euch anhand eines konkreten Beispiels zeigen, wie man den pH-Wert einer schwachen Säure berechnet und unsere schwache Säure soll Essigsäure sein. Diese Essigsäure soll eine Konzentration von 0,1mol je Liter haben und wir kennen weiterhin den PKS-Wert der Essigsäure und der beträgt 4,75. Gesucht ist nun natürlich wieder der pH-Wert. Wir müssen uns zu Beginn wieder klar machen, was mit unserer Säure überhaupt passiert, wenn sie denn in Wasser kommt, also wir geben Essigsäure HAc in Wasser. Ich schreibe die Essigsäure hier als HAc, weil das einfach, ja, kürzer und somit übersichtlicher wird. Ac bedeutet im Grunde nur Acetat und das verdeutlicht das Acetatanion. Also wir haben hier Essigsäure, bestehend aus einem Acetation und einem Proton, das nur zur Begriffsklärung. Gut, diese Essigsäure wird in Wasser gegeben, also H2O, und es wird hier zur Dissoziation kommen bzw. erst mal zur Ausbildung eines Gleichgewichtes, was die Dissoziation betrifft und diese Formen stehen im Gleichgewicht mit den dissoziierten Formen, nämlich mit den Oxoniom-Ion H3O^+ + Ac^- Also bei schwachen Säuren kommt es hier zur Ausbildung eines Gleichgewichtes, und wir können sagen, bei schwachen Säuren wird nur ein relativ geringer Teil an Teilchen überhaupt dissoziiert vorliegen. Die Mehrzahl an Teilchen wird undissoziiert vorliegen. Zur pH-Wert-Berechnung ist allerdings die Konzentration der Oxoniom-Ionen interessant, oder einzig und allein interessant, die Säurekonzentration interessiert da gar nicht mal so, und das bedeutet, wir brauchen hier irgendwie eine Aussage über dieses Gleichgewicht. Eine Aussage über dieses Gleichgewicht liefert uns die Gleichgewichtkonstante K bzw. bei den Säuren die Säurekonstante Ks und die Säurekonstante Ks die kann man auch in Form eines pKS-Wertes angeben, das haben wir hier bereits bei den gegebenen Größen getan. Und, ja, damit haben wir im Grunde eine Aussage über dieses Gleichgewicht. Wenn wir diese Aussage haben, dann gibt es für die schwachen Säuren eine Näherungsformel, die schaut so aus, hier findet der pKs-Wert auch Berücksichtigung, und wir müssen bei den schwachen Säuren immer diese Formel anwenden. Also diese Formel wird im Grunde zu dieser Formel. Gut, das bedeutet, wir können die untere Formel nutzen und unsere gegebenen Zahlenwerte einfach einsetzen. Dann schaut die Formel so aus: pH = ½ x (4,75 - lg (C0Säure / mol/l) gut hier hinten hab ich jetzt noch nichts eingesetzt, mach ich jetzt im nächsten Schritt = ½ x (4,75 - lg (0,1mol/l / mol/l) und diese mol/l kürzen sich hier weg, und demzufolge müssen wir nur noch einen Zahlenwert logarithmieren, und wir müssen den dekadischen Logarhythmus von 0,1 bilden. Der dekadische Logarhythmus von 0,1 = -1 denn 0,1= 10^-1, und demzufolge können wir hier hinschreiben -1. 4,75 - (-1)) ist dasselbe, wie 4,75 + 1 und das ist, 5,75. Also wir können den pH-Wert berechnen, indem wir ½ x 5,75 jetzt letztendlich rechnen, und das ergibt 2,875. Der pH-Wert einer Essigsäurelösung mit einer Konzentration von 0,1 Mol/l beträgt also 2,875.

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