Äquivalenzpunkte berechnen
Der pH-Wert eines carbonathaltigen Wassers, dass weder starke Säuren noch starke Basen enthält, wird als CO2 Äquivalenzpunkt (ÄP) bezeichnet. Darüber hinaus gibt es noch den HCO3- ÄP und den CO3-2 ÄP.
Man bestimme diese drei Äquivalenzpunkte für eine
- 0.001 molare H2CO3-Lösung
- 0.001 molare NaHCO3-Lösung
- 0.001 molare Na2CO3-Lösung
Vorgehensweise
In allen drei Fällen startet man mit reinem Wasser (Taste H2O im Hauptfenster), danach Taste Reac.
Beim ersten Beispiel wählt man aus dem Listenfeld “H2CO3” und trägt dazu den Wert “1 mmol/L” ein — siehe rechts.
Danach Start-Taste. Der berechnete pH-Wert wird sofort angezeigt: pH = 4.68.
Wiederholt man diese Prozedur für die anderen beiden Fälle, dann gelangt man zu folgendem Ergebnis (für 25 °C):
| 1 mM | H2CO3-Lösung: | pH = 4.68 |
| 1 mM | NaHCO3-Lösung: | pH = 8.27 |
| 1 mM | Na2CO3-Lösung: | pH = 10.52 |
Das sind die drei gesuchten Äquivalenzpunkte.
Anmerkung: Man erhält exakt die gleichen pH-Werte (Äquivalenzpunkte), wenn man NaHCO3 durch KHCO3 und Na2CO3 durch K2CO3 ersetzt. Das liegt daran, dass sowohl NaOH als auch KOH starke Basen sind (die vollständig dissozieren) und somit in gleicher Weise auf das Carbonat-System einwirken.
Variation der DIC-Menge. Die obigen Ergebnisse gelten nur für eine bestimmte Menge an Carbonaten, nämlich DIC = 1 mM. Die Äquivalenzpunkte ändern sich für andere DIC-Werte.
Um das zu demonstrieren, kann man die Berechnungen für verschiedene DIC-Werte wiederholen. Dies wurde beispielsweise in logarithmischen Schritten von 10-12 bis 101 M durchgeführt (13 Größenordnungen!). Die Ergebnisse sind hier graphisch dargestellt.