Berechne Volumen, welches benötigt wird, um die Säure vollständig umzusetzen

Question

Aufgabe:

80 mL einer 0.3 M schwachen Säure (pKs = 4.0) werden mit 0.1 M einer sehr
starken Base titriert

Berechne Volumen, welches benötigt wird, um die Säure vollständig
umzusetzen. Berechne den pH-Wert vor Zugabe der Base, bei Zugabe
des halben Äquivalenzvolumens, bei Zugabe des Äquivalenzvolumens und
nach Zugabe von 50 mL der Base. Berechnungen unter Berücksichtigung der
Verdünnung

Problem/Ansatz:

bei 1. welches Volumen benötigt wird habe ich leider keinen Plan

Vor Zugabe der Base hätte ich die Formel zur Berechnung einer schwachen Säure herangezogen also 1/2* ( 4,0 - lg(0,3) ) gerechnet pH= 2,26

Bei Zugabe halben Volumen, also 40 mL

hm irgendwie komme ich hier garnicht weiter. um hilfe wäre ich dankbar

Answer 1

Salut,

80 mL einer 0.3 M schwachen Säure (pKs = 4.0) werden mit 0.1 M einer sehr
starken Base titriert

Berechne Volumen, welches benötigt wird, um die Säure vollständig
umzusetzen.

M_Säure * V _Säure =  M_Base * V_Base

V_Base =  0,3 M * 80 mL / 0,1 M =  240 mL

Berechne den pH-Wert vor Zugabe der Base,

Dein berechneter pH - Wert von 2,26 ist richtig.

... bei Zugabe des halben Äquivalenzvolumens,

Zugabe von 120 ml:

n (Säure)  =  0,3 mol L^-1 * 0,08 L =  0,024 mol

n (Base)  =  0,1 mol L^-1 * 0,120 L =  0,012 mol

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n (Säure _neu)  =  0,024 mol - 0,012 mol =  0,012 mol

pH =  4,0 - log (0,012 mol / 0,012 mol)  =  4,0

Bei schwachen Säuren ist der Halbäquivalenzpunkt gleich dem pK_s-Wert der Säure, hier also 4,0.

... bei Zugabe des Äquivalenzvolumens

Zugabe von weiteren 120 mL:

n (Base)  =  0,1 mol L^-1 * 0,120 L =  0,012 mol

n (Säure_neu)  =  0,012 mol - 0,012 mol =  0 mol

Damit ist der Äquivalenzpunkt erreicht und die Säure vollständig umgesetzt.

Gleichzeitig haben wir nun aus beiden Titrationen eine Stoffmenge von insgesamt 0,012 mol + 0,012 mol = 0,024 mol in einem neuen Volumen von 240 mL + 80 mL =  320 mL.

Daraus nun die Konzentration:

c =  n / V =  0,024 mol / 0,320 L =  0,075 mol L^-1

pK_b =  14 - pK_s =  10

pOH =  0,5 * (pK_b - log (c(OH^-))  =  0,5 * (10 - log (0,075 mol L^-1)  =  5,56

pH =  14 - pOH =  8,44

nach Zugabe von 50 mL der Base. Berechnungen unter Berücksichtigung der Verdünnung.

c (Base)  =  0,1 mol L^-1

V (Base)  =  50 mL

n =  c * V =  0,1 mol L^-1 * 0,050 L =  0,005 mol

c =  n / V_neu =  0,005 mol / (0,320 L + 0,050 L)  =  0,0135 mol L^-1

pOH =  - log (c(OH^-))  =  - log (0,0135 mol L^-1)  =  1,8696

pH =  14 - pOH =  12,13

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Comments

Wow, vielen Dank!!!