pH nach Säure-Zugabe (H2SO4 und HCl)
Aufgabe 1
Welchen pH-Wert hat eine 1.2 mM Schwefelsäure (H2SO4) bei 25? Wie groß ist die zugehörige Hydrogensulfat-Konzentration?
Antwort
Man beginnt mit reinem Wasser (Taste H2O), danach Taste Reac und Eingabe von 1.2 mmol/L H2SO4.
Nach Klick auf die Start-Taste wird das Ergebnis sofort angezeigt (siehe Bild rechts):
| pH = 2.68 |
Sulfat und Hydrogensulfat. Schwefelsäure ist eine 2-protonige Säure, welche nacheinander zwei H+-Ionen im Wasser abgibt. Der erste Dissoziationsschritt läuft vollständig ab (starke Säure), so dass in der Lösung kein undissoziertes H2SO4 verbleibt. Der zweite Dissoziationsschritt hingegen ist unvollständig und hinterlässt undissoziertes Hydrogensulfat:
| Hydrogensulfat | HSO4- | 0.174 mM |
| Sulfat | SO4-2 | 1.026 mM |
Die Summe beider Werte ergibt 1.2 mM, welches exakt der Ausgangskonzentration an H2SO4 entspricht.
[Man findet die berechneten Werte für Sulfat und Hydrogensulfat in der Ergebnistabelle Ionen von aqion. Dort sind die Gleichgewichtskonzentrationen aller aquatischen Spezies gelistet.]
Mehr zur Berechnung mehrprotoniger Säuren findet man hier.
Aufgabe 2
Wie ändert sich der pH-Wert des Beispielwassers “BspC2”, wenn man 0.2 mmol/L Salzsäure zugibt?
Antwort
Man öffnet das Beispielwasser BspC2 (Taste Open), danach Taste Reac und Eingabe 0.2 mmol/L für “HCl”.
Mit Start beginnt die Rechnung. Das Ergebnis wird sofort angezeigt (siehe Bild rechts):
| pH = 7.24 |
Durch die HCl-Zugabe sinkt also der pH-Wert von 8.20 auf 7.24.