Wie groß ist die Stoffmengenkonzentration in mmol/L der H3O+-Ionen in einer wässrigen Lösung von Hypochloriger Säure …

Question

Aufgabe:

Wie groß ist die Stoffmengenkonzentration in mmol/L der H3O+-Ionen in einer wässrigen Lösung von Hypochloriger Säure (HOCl) der Konzentration 1,44 mol/L?
pKS = 7,49.

Problem/Ansatz:

Könnte mir da jemand bitte weiterhelfen? Dankeschön im Voraus.

Answer 1

Grüße chemweazle,

Zur Dissoziation der sehr schwachen Säure(Hypochlorige Säure)

Wie groß ist die Stoffmengenkonzentration in mmol/L der H₃O⁺-Ionen in einer wässrigen Lösung von Hypochloriger Säure …

Aufgabe: Wie groß ist die Stoffmengenkonzentration in mmol/L der H₃O⁺-Ionen in einer wässrigen Lösung von Hypochloriger Säure (HOCl) der Konzentration 1,44 mol/L?, pKS = 7,49.:

Konjugierte Base: Hypochlorit, Cl-O^(-), ClO^(-)

Dissoziation einer sehr schwachen Säure

Konjugierte Säure: Hypochlorige Säure, HOCl, H-O-Cl

Dissoziationsgleichgewicht

H-OCl_(aq) ⇌ H⁽⁺⁾_(aq) + OCl ^(-)_(aq)

$$Ks(HOCl) = \dfrac{c(H^{(+)})_{gl}\cdot c(OCl^{(-)})_{gl}}{c(HOCl)_{gl}} = 10^{-7,49}\cdot \frac{mol}{l}$$

Anmerkung: Das neben den Konzentrationen tiefgestellte gl, c( )_gl zeigt an , daß es sich um eine Gleichgewichtskonzentration handelt.

HOCl(aq)	⇌	H(+)(aq)	+	OCl (-)(aq)
Co - x		x		x

Die Ausgangkonzentration sei Co und in diesem Beispiel beträgt sie 1,44 mol / l .

Von diesen 1,44 mol /l Hypochlorige Säure-Moleküle haben sich x mol / l der Molekülzahl an der Dissoziation beteiligt.

Im Gleichgewicht befinden sich nun eine Konzentration von ( 1,44 – x ) mol /l an undissoziierten HOCl-Molekülen und x mol / l Hydroniumionen (H ⁽⁺⁾-Ionen) und in gleicher Konzentration, x mol / l, OCl ^(-)-Ionen.

Konzentrationsgleichheit

c(H⁽⁺⁾) = c(OCl ^(-)) = x

Die Gleichgewichtskonzentration an undissoziierter Hypochloriger Säure, lautet:

c(HOCl)_gl = Co – x = ( 1,44 – x ) mol / l

Eingesetzt in die Säurekonstante Ks(HOCl), ergibt :

$$Ks(HOCl) = \dfrac{x\cdot x}{ Co – x} = \dfrac{x^{2}}{Co – x}$$

2. Näherung bei schwachen bis mittelstarken Säuren, diese erspart das zum Schluß das Rechnen mit einer quadratischen Gleichung.

Die Gleichgewichts-Konzentration, ( Co – x ), der undissozierten Säure ist genähert gleich der Einwaage-Konzentration, Co.

( Co – x ) ≈ Co

Die Kehrwerte dieser beiden Konzentrationswerte, Co und ( Co – x ) ähneln sich sehr.
Und im diese Werte befinden sich im Nenner der Säure-Konstanten.

$$\frac{1}{Co - x} \approx \frac{1}{Co}$$

$$Ks(HOCl) \approx \dfrac{x^{2}}{Co}$$

$$x = c(H^{(+}) = c(OCl^{(-)}) = \sqrt{Ks\cdot Co}$$

$$x = \sqrt{10^{-7,49}\cdot \frac{mol}{l}\cdot 1,44\cdot \dfrac{mol}{l}}$$

$$c(H^{(+}) \approx 0,000216\cdot \frac{mol}{l} \approx 0,22\cdot \frac{mmol}{l}$$

pH = – log₁₀[ 0,000216 * mol * l^-1 * mol^-1 * l ] ≈ 3,6656 ≈ 3,67

Answer 2

Salut,

Wie groß ist die Stoffmengenkonzentration in mmol/L der H3O+-Ionen in einer wässrigen Lösung von Hypochloriger Säure (HOCl) der Konzentration 1,44 mol/L?
pKS = 7,49.

HOCI erkennst du anhand des hohen pKs - Wertes als schwache Säure.

Berechne daher zunächst den pH - Wert über die allbekannte Formel für schwache Säuren:

pH =  1/2 * (pKs - log c_HA)  =  1/2 * (7,49 - log (1,44) )  =  3,66

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Für die gesuchte Stoffmengenkonzentration der H₃O⁺ - Ionen ergibt sich daraus:

c (H₃O⁺)  =  10^-pH =  10^-3,66  ≈  2,2 * 10^-4 mol L^-1  ≈  0,22 mmol L^-1 

Schöne Grüße :)