Antwort mit KI erzeugt
Lösung:
Um die Aufgabe zu lösen, verwenden wir die Henderson-Hasselbalch-Gleichung, die eine Verbindung zwischen dem pH-Wert eines Puffers, dem \(pK_s\)-Wert der schwachen Säure (hier Essigsäure) und dem Verhältnis der Konzentrationen der konjugierten Base (Natriumacetat, \(CH_3COO^-\)) zur schwachen Säure (\(CH_3COOH\)) herstellt. Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung lautet:
\(
pH = pK_s + \log\left(\frac{[\text{Base}]}{[\text{Säure}]}\right)
\)
Gegeben sind:
- pH: 4
- \(pK_s\): 4,74
- Säurevolumen: 10 ml
- Molmasse von Natriumacetat: 136 g/mol
Gesucht:
- Masse von Natriumacetat benötigt für einen 50ml Puffer mit einem pH-Wert von 4.
Schritt 1: Ermittlung des Verhältnisses [Base]/[Säure]
Umformen der Henderson-Hasselbalch-Gleichung:
\(
\frac{[\text{Base}]}{[\text{Säure}]} = 10^{(pH - pK_s)}
\)
Einsetzen der gegebenen Werte:
\(
\frac{[\text{Base}]}{[\text{Säure}]} = 10^{(4 - 4,74)} = 10^{-0,74} \approx 0,183
\)
Schritt 2: Berechnung der Masse von Natriumacetat
Da wir aber keine explizite Konzentration der Säure kennen, gehen wir davon aus, dass die spezifischen Konzentrationsverhältnisse zu Volumenverhältnissen äquivalent sind, unter der Annahme, dass die Dichte und das Volumen der Säure in Bezug auf die Gesamtlösung nicht signifikant variieren. Diese Annahme ist nicht perfekt, aber ohne Konzentrationsangaben ist eine direkte Berechnung der Masse von Natriumacetat schwierig.
Angenommen, das Verhältnis gilt auch für die Volumenverhältnisse (dies ist eine Näherung, da die tatsächliche Konzentration der Lösungen unbekannt ist), würde das bedeuten:
- Sie haben 10 ml Essigsäure und benötigen ein Verhältnis von Base zu Säure von etwa 0,183.
Da die Konzentration hier nicht direkt verfügbar ist, können wir leider nicht direkt die Masse des Natriumacetats ohne zusätzliche Informationen über die Konzentration der Essigsäure oder des Natriumacetats berechnen.
Um die Absicht der Aufgabe im Kontext der gestellten Informationen zu interpretieren, scheint ein wichtiges Detail oder eine Annahme zu fehlen - beispielsweise könnte eine Standardkonzentration für die Säure oder das Salz in solchen Berechnungen vorausgesetzt werden. In der Praxis würde man die Konzentrationen von Säure und Base genau kennen müssen, um die erforderliche Masse des Natriumacetats zu bestimmen.
Für eine exakte Berechnung der benötigten Masse von Natriumacetat muss also klar sein, welche Konzentrationen vorliegen oder angenommen werden sollen.
