Welchen pH-Wert hat die Lösung hier?

Question

Aufgabe:

Bei der Reaktion von 1,50 g Natriumchlorid (w = 95 %) mit 0,769 mL Schwefelsäure (w = 96 %, ρ = 1,84 g/mL) entsteht gasförmiger Chlorwasserstoff und Natriumhydrogensulfat. Das entstandene Gas reagiert mit 18,4 L RO-Wasser. Welchen pH-Wert hat die Lösung?
(Geben Sie den Zahlenwert mit zwei Nachkommastellen ohne Einheit im Ergebnisfeld ab)

Problem/Ansatz:

Könnte mir jemand helfen?

Answer 1

Salut,

Bei der Reaktion von 1,50 g Natriumchlorid (w = 95 %) mit 0,769 mL Schwefelsäure (w = 96 %, ρ = 1,84 g/mL) entsteht gasförmiger Chlorwasserstoff und Natriumhydrogensulfat. Das entstandene Gas reagiert mit 18,4 L RO-Wasser. Welchen pH-Wert hat die Lösung?

Stelle zunächst die Reaktionsgleichung auf:

NaCl +  H₂SO₄   →  HCl +  NaHSO₄

Berechne nun die gegebenen Stoffmengen:

n (NaCl)  =  m * w / M =  1,50 g * 0,95 / (58,44 g mol^-1)  =  0,0244 mol

n (H₂SO₄)  =  V * ρ * w / M =  0,769 mL * 1,84 g mL^-1 * 0,96 / 98,079 g mol^-1  =  0,0138 mol

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Im Reaktionsgemisch sind also lediglich 0,0138 mol H₂SO₄ vorhanden, d.h. es können (laut Stoffmengenverhältnis) auch nur maximal 0,0138 mol des vorhandenen NaCl reagieren und damit 0,0138 mol Chlorwasserstoffgas entstehen.

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Reagieren diese 0,0138 mol Gas mit 18,4 L Wasser, ergibt sich folgende Stoffmengenkonzentration:

c (HCl)  =  n / V =  0,0138 mol / 18,4 L =  7,5 * 10^-4 mol L^-1

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Daraus folgt für den gesuchten pH - Wert:

pH =  - log c (HCl)  =  - log (7,5 * 10^-4)  =  3,12

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