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Forum "Chemie" - Puffer Gleichung (NaOH-Bedarf)
Puffer Gleichung (NaOH-Bedarf) < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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Puffer Gleichung (NaOH-Bedarf): Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:54 Di 03.12.2013
Autor: newflemmli

Aufgabe
Für die Dissoziationsstufen einer schwachen zweibasigen Säure gelten die folgenden pKS Werte;
pKS [mm] (H_{2}A) [/mm] = 2,5
pKS (HA-) = 6

Es liegen 40mL einer wässrigen Lösung der schwachen Säure [mm] H_{2}A [/mm] mit der Stoffmengenkonzentration c=0.25mol/L vor.
Wie viele mL einer Natronlaufe mit c= 0,5 mol/L müssen zugegeben werden,damit ein Puffer vorliegt, der im Bereich um ph=6 wirksam ist? (Lösung: 30 mL)

(1) Was genau heißt denn "zweibasige" Säure? Ist das das gleiche wie eine "zwei protonige?"
(2) Rechnung:
für einen Puffer kommt nur HA- in Frage, da der pKS=6 ist.
Es gilt:
pH=pKS + [mm] log(\bruch{n(A-)}{n(HA)}) [/mm]
mit c=n/V  [mm] \gdw [/mm] n=c*V

die Konzentration von HA ist nicht bekannt, beträgt sie denn weil sie eine schwache Säure ist:
[mm] c_{0}=0.25 [/mm] mol/L
[mm] c_{HA} =0.5*c_{0} [/mm] = 0.125 mol/L? Es werden ja nicht alle Teilchen dissoziert sein oder?

Somit:

6 = 6 + [mm] log(\bruch{n(A-)}{n(HA)}) [/mm]
das heißt der Teil im Log muss 1 werden, da log(1)=0


[mm] (\bruch{0.5mol/L * x L}{0.25mol/L * 0.04l}) [/mm] = 1
also: 50x = 1 und darauf x = 0.02 l [mm] \approx [/mm] 20mL

das ist aber offensichtlich falsch, die richtige Antwort ist nach der Lösung 30mL und ich weiß nicht warum ... ich habe es hier mit c=0.25 gerechnet. mit c=0.125 kommt aber auch nichts richtigeres raus ...

Ich hoffe mir kann jemand helfen.
danke




        
Bezug
Puffer Gleichung (NaOH-Bedarf): Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:20 Mi 04.12.2013
Autor: hunadh


> Für die Dissoziationsstufen einer schwachen zweibasigen
> Säure gelten die folgenden pKS Werte;
> pKS [mm](H_{2}A)[/mm] = 2,5
> pKS (HA-) = 6

>

> Es liegen 40mL einer wässrigen Lösung der schwachen
> Säure [mm]H_{2}A[/mm] mit der Stoffmengenkonzentration c=0.25mol/L
> vor.
> Wie viele mL einer Natronlaufe mit c= 0,5 mol/L müssen
> zugegeben werden,damit ein Puffer vorliegt, der im Bereich
> um ph=6 wirksam ist? (Lösung: 30 mL)
> (1) Was genau heißt denn "zweibasige" Säure? Ist das das
> gleiche wie eine "zwei protonige?"

Ja, genau.

> (2) Rechnung:
> für einen Puffer kommt nur HA- in Frage, da der pKS=6
> ist.
> Es gilt:
> pH=pKS + [mm]log(\bruch{n(A-)}{n(HA)})[/mm]
> mit c=n/V [mm]\gdw[/mm] n=c*V

streng genommen ist es [mm]pH = pK_S + log \frac{n(A^{2-})}{n(HA^-)}[/mm]

>

> die Konzentration von HA ist nicht bekannt, beträgt sie

Nein, sie ist irrelevant, denn es liegt noch kein Puffer vor.
(Nur die Säure $H_2A$ ist vorhanden)
 

> 6 = 6 + [mm]log(\bruch{n(A-)}{n(HA)})[/mm]
> das heißt der Teil im Log muss 1 werden, da log(1)=0

soweit so richtig.

> Ich hoffe mir kann jemand helfen.

Du musst erst die Säure [mm]H_2A[/mm] komplett in [mm]HA^-[/mm] umwandeln (durch Zugabe von NaOH) und dann noch die Hälfte der jetzt vorhandenen [mm]HA^-[/mm] in [mm]A^{2-}[/mm] umwandeln.
Summa Summarum benötigst du die 1,5 fache Menge NaOH (also 15 mmol oder 30 ml 0,5M)

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