Berechne die Normalität der Lösung

Question

Aufgabe:

10 ml einer Milchsäurelösung haben einen pH-Wert von 2,45.

Der pKs beträgt 3,5.

Berechne die Normalität der Lösung.

Wie verändert sich der pH-Wert, wenn die Lösung auf einen pH-Wert von 3,9 verdünnt wird?

Answer 1

Grüße chemweazle,

Zu

Berechne die Normalität der Lösung

Aufgabe: 10 ml einer Milchsäurelösung haben einen pH-Wert von 2,45.

Der pKs beträgt 3,5.

Berechne die Normalität der Lösung.

Wie verändert sich der pH-Wert, wenn die Lösung auf einen pH-Wert von 3,9 verdünnt wird?

CH₃-CHOH-COOH_(aq) ⇌ H⁽⁺⁾_(aq) + CH₃-CHOH-COO^(-)_(aq)

$$pH = \frac{pKs}{2} - \dfrac{log_{10}(|C0|)}{2}$$
$$\dfrac{log_{10}(|C0|)}{2} = \frac{pKs}{2} - pH$$
$$log_{10}(|C0|) = pKs - 2\cdot pH$$

pH = 2,45 und pKs(Milchsäure) = 3,5

Daraus ergben sich für den dekadischen Logarithmus aus dem Betrag der Einwaagekonzentration und die Einwaagekonzentration, C0, der Milchsäure :

log₁₀( | C0|) = 3,5 - 2 * 2,45 = 3,5 - 4,9 = – 1,4

$$C0(Milchsäure) = C0 = 10^{log_{10}(|C0|)}\cdot \frac{mol}{l} = 10^{-1,4}\cdot \frac{mol}{l}$$

C0(Milchsäure) = C0 ≈ 0,03981 * mol / l ≈ 0,04 mol / l

Nach dem Verdünnen von 10 ml = 0,01 l der obigen Lösung steigt der pH-Wert auf 3,9 an.

Der pH-Wert ist nach dem Verdünnen von anfangs 2,45 auf 3,9 angestiegen, das ist eine Differenz von

ΔpH = ( 3,9 - 2,45 ) = 1,45

Die Einwaagekonzentration der Milchsäure beträgt nun in der verdünnten Lösung:

Dekadische Logarithmus aus dem Betrag der Einwaagekonzentration

log₁₀( | C0 | ) = 3,5 - 2 * 3,9 = 3,5 - 7,8 = – 4,3

Einwaagekonzentration nach dem Verdünnen
$$C0(Milchsäure) = C0 = 10^{log_{10}(|C0|)}\cdot \frac{mol}{l} = 10^{-4,3}\cdot \frac{mol}{l}$$

C0(Milchsäure) = C0 ≈ 5,01 * 10 ^-5 * mol / l ≈ 5 * 10 ^-5 * mol / l

Die eingewogene Stoffmenge an schwacher Säure(Milchsäure) ist nach dem Verdünnen gleich geblieben.
Die konzentriertere Lösung hat also die gleiche Einwaagestoffmenge an Milchsäure, n0, wie nach dem Verdünnen.

Abkürzungen

Die Einwaage-Konzentration der unverdünnten, höher konzentrierten, Lösung sei c_{hoch .}

Die Einwaage-Konzentration der verdünnten , niedriger konzentrierten, Lösung sei c_{niedrig .}

Das Volumen der konzentrierteren Lösung sei V_{klein .}

Das Volumen der verdünnten Lösung sei V_{groß .}

In beiden Lösungen liegt die gleiche Stoffmenge an Milchsäure vor, n0.

n0 = c_hoch * V_klein = c_niedrig * V_groß

Daraus folgt für das Volumen der verdünnten Lösung, V_groß, mit der geringeren Konzentration, c_niedrig.

$$ V_{groß} = \dfrac{c_{hoch}}{c_{niedrig}}\cdot V_{klein}$$
Mit
$$\dfrac{c_{hoch}}{c_{niedrig}} = \dfrac{0,04}{0,00005}\cdot \frac{mol\cdot l}{l\cdot mol} = \frac{4}{0,005} = \frac{4000}{5} = 800$$
$$V_{groß} = 800\cdot 0,01\cdot l =  8\cdot l =  8000\cdot ml$$

Die 10 ml der konzentrierteren Ausgangslösung müssen auf das Endvolumen von 8 l =8000 ml verdünnt werden. Das ist das 800fache des Ausgangsvolumens.
Für diese Verdünnung müssen die 10 ml der obigen Milchsäure-Lösung mit 7990 ml Wasser vermischt werden.

V(Wasser) = ΔV = V_groß - V_{klein = ( 8000 - 10 ) * ml = 7990 ml = 7,99 l}

Comments

vielen Dank! :-))