Berechnung Ionenprodukt und pH-Wert?

Question

Aufgabe:

Wasser (rein) hat bei vierzig Grad eine H₃O⁺-Konzentration von ca. 1.718 • 10^-7

1. Wie berechnet man das Ionenprodukt des Wassers für diese Temperatur?
1.1 Da bin ich mir noch sehr unsicher: Ich muss das Ionenprodukt des Wassers (schrittweise) ableiten und daraus die Formel des pH-Wertes. Mir sind die Schritte zwar klar, jedoch nicht die jeweilige Begründung:/
und abschließend: Die Begründung des Vorzeichens der Reaktionsenthalpie für die Autoprotolyse von H2O Unter Berücksichtigung:

Mir ist klar, dass die Reaktion endotherm ist und die Hinreaktion bevorzugt wird, reicht das als Begründung?

Text erkannt:

Temperatur in "C
Abb. 1.1: Temperaturabhängigkeil des pH-Wertes von Wasser

Ich würde mich sehr über Hilfe freuen!!
LG und bleibt gesund!;)
Danke

Text erkannt:

Temperatur in "C
Abb. 1.1: Temperaturabhängigkeil des pH-Wertes von Wasser

Answer 1

Salut,

Wasser (rein) hat bei vierzig Grad eine H3O+-Konzentration von ca. 1.718 • 10-7

1. Wie berechnet man das Ionenprodukt des Wassers für diese Temperatur?
1.1 Da bin ich mir noch sehr unsicher: Ich muss das Ionenprodukt des Wassers (schrittweise) ableiten und daraus die Formel des pH-Wertes. Mir sind die Schritte zwar klar, jedoch nicht die jeweilige Begründung:/
und abschließend: Die Begründung des Vorzeichens der Reaktionsenthalpie für die Autoprotolyse von H2O

K_W =  c (H₃O⁺) * c (OH^-)

da bei Wasser nun c (H₃O⁺)  =  c (OH^-), gilt bei einer Temperatur von 40°C:

K_W =  c (H₃O⁺)² =   (1,718 * 10^-7 mol L^-1)² =  2,95 * 10^-14 mol² L^-2

Daraus folgt für den pH - Wert:

pH =   - log c (H₃O⁺)  =  6,76

bzw.

pH =   - log √( K_W )  =  6,76

°°°°°°°°°°°°°°°°

H₂O + H₂O   ⇌   H₃O⁺ +  OH^-

Die Eigendissoziation des Wassers ist ein endothermer Vorgang und dadurch abhängig von der Temperatur. Eine Temperaturerhöhung begünstigt per se endotherme Reaktionen und verlagert somit das Dissoziationsgleichgewicht hin zur rechten Seite, unter Zunahme der Ionenkonzentrationen. Das Vorzeichen der Reaktionsenthalpie ist also positiv.

Schöne Grüße :)

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Ich bedanke mich! Bleiben Sie gesund und danke für die Mühe :-D