A. Soi 11.12.2015 1. a) CH3COOH, C0=0.125 mol/L Schwache

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1. a) CH3COOH, C0=0.125 mol/L
Schwache Säure pKs = 4.75 (aus Tabelle) => pH = 0.5*(4.75-Log(0.125))= 2.83
b) H2SO4,
C0=0.1 mol/L
Erste Protolysestufe starke Säure: pH = - Log(0.1) =1
c) Ca(OH)2, C0=0.01 mol/L
Starke Base pOH = -Log(2*0.01) = 1.7 => pH = 14-1.7 = 12.3.
d) KOH,
C0=0.2 mol/L
Starke Base pOH = -Log(0.2) = 0.7 => pH = 14-0.7 = 13.3.
e) HNO3,
C0=0.25 mol/L
Starke Säure pH = -Log(0.25) = 0.6
f) HCN,
C0=0.075 mol/L
Schwache Säure pKs = 9.21 (aus Tabelle) => pH = 0.5*(9.21-Log(0.075))= 5.2
2.
[H+]=0.05*0.13 mol/L=0.0065 mol/L => pH =2.19,
Ks = (0.05)2*0.13 mol/L = 0.000325 mol/L => pKs= 3.49
3.
pH
4.97
%
0.0053
[H+]
1*10-5
mol/L
[OH-]
9*10-10
mol/L
[NH3]
1*10-5
[NH4+]
0.2 mol/L
mol/L
pH
11.3
%
0.94
[H+]
5.3*10-12
mol/L
[OH-]
1.9*10-3
mol/L
[NH3]
0.198 mol/L
[NH4+]
1.9*10-3
mol/L
4.
5. [H+]=0.019*0.5 mol/L=0.0095 mol/L => pH =2.0,
Ks = (0.019)2*0.5 mol/L = 0.0001805 mol/L => pKs= 3.74
10pK S
10 7.53
100 *
 0.049%.
6. %  100 *
C0
0.12
7. Na + H2O -----> ½ H2 + Na++ OHnNa = nOH- = 6g/23 g/mol = 0.26 mol => [OH-] = 0.26 mol/1.5L =0.1733 mol/L
=> pOH = 0.76 => pH = 13.2.
Bei der Reaktion werden 4.7 g ~4.7 mL Wasser verbraucht, diese haben wir
angesichts des grossen Volumens vernachlässigt.
8.
A. Soi
C0 [mol/L]
1
0.1
0.01
0.001
0.0001
pH
2.37
2.88
3.38
3.88
4.38
%
0.42
1.33
4.22
13.33
42.17
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Der pH steigt mit sinkender Konzentration und der Protolysegrad nimmt zu. Da
jedoch die Lösungen verdünnter werden, ist die [H+] dennoch geringer als bei hohen
Konzentrationen.
Beispiel: [H+] =1 mol/L*0.0042 = 0.0042 mol/L > 0.0001 mol/L*0.42 = 0.000042 mol/L
9. Die ausführlichen Lösungen finden sich im Anschluss.
a) NaCl
(C0 = 0.2 mol/L)
Natriumchlorid
NaCl --------> Na+
Cl-
+
NaCl ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer sehr starken Säure (HCl)
=> Neutral, der pH-Wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von NaCl nicht!
b) KF
(C0 = 0.1 mol/L)
Kaliumfluorid
KF --------> K+
F-
+
KF ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer schwachen Säure (HF)
=> Basisch,
pOH = 0.5*(10.82 - Log (0.1))=5.91 => pH = 8.1.
c) Na2SO4
(C0 = 0.15 mol/L)
Natriumsulfat
Na2SO4 --------> 2 Na+
SO42-
+
Na2SO4 ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer sehr starken Säure (H2SO4)
aber Aufgepasst, pH-bestimmend ist der pKS-Wert von HSO4- und nicht von H2SO4!
=> Sehr schwach basisch, der pH-Wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von
Na2SO4 nur sehr geringfügig!
SO42- + H2O -------> HSO4- + OH-
pKB = 14-1.96 = 12.04
=>pOH = 6.43 => pH = 7.6,
d) K2CO3
(C0 = 0.125 mol/L)
Kaliumcarbonat
K2CO3 --------> 2K+
+
CO32-
K2CO3 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer sehr schwachen Säure (H2CO3)
K+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
CO32-: Mittelstarke Base,
=> Basisch,
pOH = 0.5*(3.67 - Log (0.125))=2.3 => pH = 11.7.
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e) K3PO4
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(C0 = 0.25 mol/L)
Kaliumphosphat
K3PO4 --------> 3K+
PO43-
+
K3PO4 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer mittelstarken Säure (H3PO4)
K+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
PO43-: Base,
=> Basisch,
pOH = 0.5*(1.67 - Log (0.25))=1.1 => pH = 12.9.
f) NaCN
(C0 = 0.05 mol/L)
Natriumcyanid
NaCN --------> Na+
CN-
+
NaCN ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (HCN)
Na+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
CN-: Schwache Base.
=> Basisch,
pOH = 0.5*(4.79 - Log (0.05))= 3 => pH = 11.
g) Na2S
(C0 = 0.1 mol/L)
Natriumsulfid
Na2S --------> 2 Na+
S2-
+
Na2S ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (H2S)
Na+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
S2-: Sehr starke Base.
=> Basisch,
pOH = - Log (0.1)= 1 => pH = 13.
h) (NH4)2SO4 (C0 = 0.075 mol/L)
Ammoniumsulfat
(NH4)2SO4 --------> 2 NH4+
+
SO42-
(NH4)2SO4 ist das Salz einer schwachen Base (NH3) und einer sehr starken Säure (H2SO4)
SO42-: Sehr schwache Base protolysiert praktisch nicht
NH4+: schwache Kationensäure.
=> Sauer,
pH = 0.5*(9.25-Log(2*0.075))= 5.
i) NaCH3COO (C0 = 0.2 mol/L)
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Natriumacetat
NaCH3COO --------> Na+
+
CH3COO-
NaCH3COO ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure
(CH3COOH)
Na+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
CH3COO-: schwache Base
=> Basisch,
pOH = 0.5*(9.24-Log(0.2) = 5 => pH = 9.
j) KClO4
(C0 = 0.2 mol/L)
Kaliumperchlorat
KClO4 --------> K+
ClO4-
+
KClO4 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer sehr starken Säure (HClO4)
K+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
ClO4-: Sehr schwache Base, protolysiert praktisch nicht.
=> Neutral, der pH-Wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von KClO4 nicht!
k) Al2(SO4)3
(C0 = 0.2 mol/L)
Aluminiumsulfat
Al2(SO4)3 --------> 2 Al3+
3 SO42-
+
SO42-: Sehr schwache Base (konjugierte Base von HSO4-), protolysiert praktisch nicht.
Al3+: schwache Kationensäure.
=> Sauer,
pH = 0.5*(4.97-Log(2*0.2)) = 2.7.
Ausführliche Lösungen zu Aufgabe 9.
a) NaCl
(C0 = 0.2 mol/L)
NaCl --------> Na+
+
Cl-
NaCl ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer sehr starken Säure (HCl)
Na+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
Cl-: Sehr schwache Base, protolysiert praktisch nicht.
=> Neutral, der pH-Wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von NaCl nicht!
b) KF
(C0 = 0.1 mol/L)
KF --------> K+
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+
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F-
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KF ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer schwachen Säure (HF)
K+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
F-: Schwache Base, protolysiert gemäss.
F- + H2O ------> HF + OH-
pKB= 14-pKSHF = 14 - 3.18 = 10.82
=> Basisch, der pH-Wert eine KF-Lösung ist basisch!
pOH = 0.5*(10.82 - Log (0.1))=5.91 => pH = 8.1.
c) Na2SO4
(C0 = 0.15 mol/L)
Na2SO4 --------> 2 Na+
SO42-
+
Na2SO4 ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer sehr starken Säure (H2SO4)
Na+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
SO42-: Sehr schwache Base (konjugierte Base von HSO4-), protolysiert zu einem sehr
geringen Anteil gemäss:
SO42- + H2O -------> HSO4- + OH-
pKB = 14-1.96 = 12.04
=>pOH = 6.43 => pH = 7.6, der pH-Wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von
Na2SO4 nur sehr gering zum basischen hin!
d) K2CO3
(C0 = 0.125 mol/L)
K2CO3 --------> 2K+
+
CO32-
K2CO3 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer sehr schwachen Säure (H2CO3)
K+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
CO32-: Mittelstarke Base, protolysiert gemäss.
CO32- + H2O ------> HCO3- + OH-
pKB= 14-pKS HCO3- = 14 - 10.33 = 3.67
=> Basisch, der pH-Wert eine K2CO3-Lösung ist basisch!
pOH = 0.5*(3.67 - Log (0.125))=2.3 => pH = 11.7.
e) K3PO4
(C0 = 0.25 mol/L)
K3PO4 --------> 3K+
+
PO43-
K3PO4 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer mittelstarken Säure (H3PO4)
K+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
PO43-: Base, protolysiert gemäss.
PO43- + H2O ------> HPO42- + OH-
pKB= 14-pKS HPO42- = 14 - 12.33 = 1.67
=> Basisch, der pH-Wert eine K3PO4 -Lösung ist basisch!
pOH = 0.5*(1.67 - Log (0.25))=1.1 => pH = 12.9.
f) NaCN
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(C0 = 0.05 mol/L)
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NaCN --------> Na+
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CN-
+
NaCN ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (HCN)
Na+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
CN-: Schwache Base, protolysiert gemäss.
CN- + H2O ------> HCN + OH-
pKB= 14-pKSHCN = 14 - 9.21 = 4.79
=> Basisch, der pH-Wert eine NaCN -Lösung ist basisch!
pOH = 0.5*(4.79 - Log (0.05))= 3 => pH = 11.
g) Na2S
(C0 = 0.1 mol/L)
Na2S --------> 2 Na+
S2-
+
Na2S ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (H2S)
Na+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
S2-: Sehr starke Base, protolysiert vollständig gemäss.
S2- + H2O ------> HS- + OH-
pKB= 14-pKSHS- = 14 - 14 = 0
=> Basisch, der pH-Wert eine Na2S -Lösung ist basisch!
pOH = - Log (0.1)= 1 => pH = 13.
h) (NH4)2SO4 (C0 = 0.075 mol/L)
(NH4)2SO4 --------> 2 NH4+
SO42-
+
(NH4)2SO4 ist das Salz einer schwachen Base (NH3) und einer sehr starken Säure (H2SO4)
SO42-: Sehr schwache Base protolysiert praktisch nicht
NH4+: schwache Kationensäure, protolysiert gemäss.
NH4+ ------> H+ + NH3
pKS = 9.25
pH = 0.5*(9.25-Log(2*0.075))= 5.
i) NaCH3COO (C0 = 0.2 mol/L)
NaCH3COO --------> Na+
+
CH3COO-
NaCH3COO ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure
(CH3COOH)
Na+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
CH3COO-: schwache Base, protolysiert gemäss.
CH3COO- + H2O ------> CH3COOH + OH-
pKB= 14-pKS CH3COOH = 14 - 4.76 = 9.24
=> Basisch, der pH-Wert eine NaCH3COO -Lösung ist basisch!
pOH = 0.5*(9.24-Log(0.2) = 5 => pH = 9.
j) KClO4
(C0 = 0.2 mol/L)
KClO4 --------> K+
A. Soi
+
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ClO4-
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KClO4 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer sehr starken Säure (HClO4)
K+: Sehr schwache Kationensäure, protolysiert praktisch nicht.
ClO4-: Sehr schwache Base, protolysiert praktisch nicht.
=> Neutral, der pH-Wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von KClO4 nicht!
k) Al2(SO4)3
(C0 = 0.2 mol/L)
Al2(SO4)3 --------> 2 Al3+
+
3 SO42-
SO42-: Sehr schwache Base (konjugierte Base von HSO4-), protolysiert praktisch nicht.
Al3+: schwache Kationensäure, in der Lösung liegen Die Al3+-Ionen als [Al(H2O)6]3+ vor und
protolysieren gemäss.
[Al(H2O)6]3+ ------> H+ + [Al(OH)(H2O)5]2+
pKS = 4.97
pH = 0.5*(4.97-Log(2*0.2)) = 2.7.
A. Soi
11.12.2015

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