pH-Wert durch Faraday?

Question

Aufgabe:

PH Wert durch Faraday?

Problem/Ansatz:

Bei der Elektrolyse von Salzsäure bildet sich Wasserstoff H2
Welchen pH-Wert hat eine Lösung von 100 ml einer 1 mol/l Salzsäure, wenn man sie 10 Minuten mit einer Stromstärke von 100 mA elektrolysiert?

Mein Ansatz wäre jetzt n(H2) zu berechnen, aber wie geht es dann weiter?

Lg

Answer 1

Salut,

Bei der Elektrolyse von Salzsäure bildet sich Wasserstoff H2
Welchen pH-Wert hat eine Lösung von 100 ml einer 1 mol/l Salzsäure, wenn man sie 10 Minuten mit einer Stromstärke von 100 mA elektrolysiert?

Vor der Elektrolyse befanden sich in der Lösung 0,1L * 1 mol L^-1 =  0,1 mol an H₃O⁺ - Ionen.
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Jetzt musst du schauen, inwieweit sich diese Stoffmenge durch den Elektrolysevorgang verändert hat:

(Ladung) Q =  0,1 A *  600 s =  60 As =  60 C

⇒  n (Elektronen)  =  Q / F =  60 C / 96485 C mol^-1 =  6,219 * 10^-4 mol

Damit hat sich die oben berechnete Stoffmenge an H₃O⁺ - Ionen um 6,219 * 10^-4 mol verkleinert und es verbleiben am Ende der Elektrolyse 0,1 mol - 6,219 * 10^-4 mol =  0,099378 mol H₃O⁺ - Ionen.
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Bezogen auf eine Lösung von 100 mL ergibt das eine Stoffmengenkonzentration von:
c (H₃O⁺)  =  0,099378 mol / 0,1 L =  0,99378 mol L^-1

Daraus wiederum folgt für den gesuchten pH - Wert:

pH =  - log (0,99378)  =  2,7 * 10^-3 =  0,0027


Ich hoffe, das bringt dich weiter ...

Viel Erfolg  ♣ 

Comments

Danke als ich das nochmal ausgerechnet hab bin ich auch darauf gekommen, aber ich weiß nicht.

Irgendwie ergibt die Aufgabe nicht so viel Sinn.

Answer 2

Q = I * t

Das ist die Ladungsmenge in Coulomb.

Das rechnest du in Elektronenladungen um, dann hast du die Menge an Elektronen, mit denen du den Wasserstoff reduzieren kannst.

Comments

Ist das wirklich der einzige Weg? Geht es nicht auch über die Stoffmenge und das Volumen?

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Weil so haben wir das im Unterricht nicht besprochen

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Du musst ja irgendwie die Angabe

10 Minuten mit einer Stromstärke von 100 mA

verwenden.

Wie willst du das sonst machen?

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Naja n= I*t/z*F

Die zwei Angaben sind da schon verwendet. Das war ja das was ich meinte mit ich kann die Stoffmenge von H2 berechnen, aber wie geht es denn dann weiter?

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Ok, das ist ja das, was ich oben schrieb.

Dann musst du die Menge Wasserstoff von der ursprünglichen Menge H+ abziehen und wieder den pH-Wert berechnen.

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Ja genau aber wie komme ich von n(H2) auf n(H+)? Das ist ja die zentrale Frage hier.

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Das ist die Differenz.

Du kennst die ursprüngliche Menge H⁺.

Du weißt, wieviel H₂ entschwindet.

Dann ist Rest-H⁺ = Ursprüngliches H⁺ minus 0,5 * n(H₂).