AC2 ÜB12 Säuren und Basen LÖSUNGEN Seite 1 von 7

Transkript

1 AC2 ÜB12 Säuren und Basen LÖSUNGEN Seite 1 von 7 1. a) CH3COOH, C0=0.125 mol/l Schwache Säure pks = 4.75 (aus Tabelle) => ph = 0.5*(4.75-Log(0.125))= 2.83 b) H24, C0=0.1 mol/l Erste Protolysestufe starke Säure: ph = - Log(0.1) =1 c) Ca(OH)2, C0=0.01 mol/l Starke Base poh = -Log(2*0.01) = 1.7 => ph = = d) KOH, C0=0.2 mol/l Starke Base poh = -Log(0.2) = 0.7 => ph = = e) HNO3, C0=0.25 mol/l Starke Säure ph = -Log(0.25) = 0.6 f) HCN, C0=0.075 mol/l Schwache Säure pks = 9.21 (aus Tabelle) => ph = 0.5*(9.21-Log(0.075))= [H + ]=0.05*0.13 mol/l= mol/l => ph =2.19, Ks = (0.05) 2 *0.13 mol/l = mol/l => pks= ph % [H + ] [OH - ] [NH3] [NH4 + ] *10-5 9* * mol/l mol/l mol/l mol/l ph % [H + ] [OH - ] [NH3] [NH4 + ] * * mol/l 1.9*10-3 mol/l mol/l mol/l 5. [H + ]=0.019*0.5 mol/l= mol/l => ph =2.0, Ks = (0.019) 2 *0.5 mol/l = mol/l => pks= 3.74 pk 10 S % 100 * 100 * 0.049%. C Na + H2O -----> ½ H2 + Na + + OH - nna = noh- = 6g/23 g/mol = 0.26 mol => [OH - ] = 0.26 mol/1.5l = mol/l => poh = 0.76 => ph = Bei der Reaktion werden 4.7 g ~4.7 ml Wasser verbraucht, diese haben wir angesichts des grossen Volumens vernachlässigt. 8. C0 [mol/l] ph %

2 AC2 ÜB12 Säuren und Basen LÖSUNGEN Seite 2 von 7 Der ph steigt mit sinkender Konzentration und der Protolysegrad nimmt zu. Da jedoch die Lösungen verdünnter werden, ist die [H + ] dennoch geringer als bei hohen Konzentrationen. Beispiel: [H + ] =1 mol/l* = mol/l > mol/l*0.42 = mol/l 9. Die ausführlichen Lösungen finden sich im Anschluss. a) NaCl (C 0 = 0.2 mol/l) Natriumchlorid NaCl > Na + + Cl - NaCl ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer sehr starken Säure (HCl) => Neutral, der ph-wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von NaCl nicht! b) KF (C 0 = 0.1 mol/l) Kaliumfluorid KF > K + + F - KF ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer schwachen Säure (HF) poh = 0.5*( Log (0.1))=5.91 => ph = 8.1. c) Na 2 4 (C 0 = 0.15 mol/l) Natriumsulfat Na > 2 Na + + Na 2 4 ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer sehr starken Säure (H 2 4 ) aber Aufgepasst, ph-bestimmend ist der pk S -Wert von H - 4 und nicht von H 2 4! => Sehr schwach basisch, der ph-wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von Na 2 4 nur sehr geringfügig! + H 2 O > H OH - pk B = = =>poh = 6.43 => ph = 7.6, d) K 2 CO 3 (C 0 = mol/l) Kaliumcarbonat K 2 CO > 2K + + CO 2-3 K 2 CO 3 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer sehr schwachen Säure (H 2 CO 3 ) CO 2-3 : Mittelstarke Base, poh = 0.5*( Log (0.125))=2.3 => ph = 11.7.

3 AC2 ÜB12 Säuren und Basen LÖSUNGEN Seite 3 von 7 e) K 3 PO 4 (C 0 = 0.25 mol/l) Kaliumphosphat K 3 PO > 3K + + PO 3-4 K 3 PO 4 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer mittelstarken Säure (H 3 PO 4 ) PO 3-4 : Base, poh = 0.5*( Log (0.25))=1.1 => ph = f) NaCN (C 0 = 0.05 mol/l) Natriumcyanid NaCN > Na + + CN - NaCN ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (HCN) CN - : Schwache Base. poh = 0.5*( Log (0.05))= 3 => ph = 11. g) Na 2 S (C 0 = 0.1 mol/l) Natriumsulfid Na 2 S > 2 Na + + S 2- Na 2 S ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (H 2 S) S 2- : Sehr starke Base. poh = - Log (0.1)= 1 => ph = 13. h) (NH 4 ) 2 4 (C 0 = mol/l) Ammoniumsulfat (NH 4 ) > 2 NH (NH 4 ) 2 4 ist das Salz einer schwachen Base (NH 3 ) und einer sehr starken Säure (H 2 4 ) : Sehr schwache Base protolysiert praktisch nicht NH 4+ : schwache Kationensäure. => Sauer, ph = 0.5*(9.25-Log(2*0.075))= 5. i) NaCH 3 COO (C 0 = 0.2 mol/l)

4 AC2 ÜB12 Säuren und Basen LÖSUNGEN Seite 4 von 7 Natriumacetat NaCH 3 COO > Na + + CH 3 COO - NaCH 3 COO ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (CH 3 COOH) CH 3 COO - : schwache Base poh = 0.5*(9.24-Log(0.2) = 5 => ph = 9. j) KClO 4 (C 0 = 0.2 mol/l) Kaliumperchlorat KClO > K + + ClO - 4 KClO 4 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer sehr starken Säure (HClO 4 ) ClO 4- : Sehr schwache Base, protolysiert praktisch nicht. => Neutral, der ph-wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von KClO 4 nicht! k) Al 2 ( 4 ) 3 (C 0 = 0.2 mol/l) Aluminiumsulfat Al 2 ( 4 ) > 2 Al : Sehr schwache Base (konjugierte Base von H 4- ), protolysiert praktisch nicht. Al 3+ : schwache Kationensäure. => Sauer, ph = 0.5*(4.97-Log(2*0.2)) = 2.7. Ausführliche Lösungen zu Aufgabe 9. a) NaCl (C 0 = 0.2 mol/l) NaCl > Na + + Cl - NaCl ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer sehr starken Säure (HCl) Cl - : Sehr schwache Base, protolysiert praktisch nicht. => Neutral, der ph-wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von NaCl nicht! b) KF (C 0 = 0.1 mol/l) KF > K + + F -

5 AC2 ÜB12 Säuren und Basen LÖSUNGEN Seite 5 von 7 KF ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer schwachen Säure (HF) F - : Schwache Base, protolysiert gemäss. F - + H 2 O > HF + OH - pk B = 14-pK S HF = = der ph-wert eine KF-Lösung ist basisch! poh = 0.5*( Log (0.1))=5.91 => ph = 8.1. c) Na 2 4 (C 0 = 0.15 mol/l) Na > 2 Na + + Na 2 4 ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer sehr starken Säure (H 2 4 ) : Sehr schwache Base (konjugierte Base von H 4- ), protolysiert zu einem sehr geringen Anteil gemäss: + H 2 O > H OH - pk B = = =>poh = 6.43 => ph = 7.6, der ph-wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von Na 2 4 nur sehr gering zum basischen hin! d) K 2 CO 3 (C 0 = mol/l) K 2 CO > 2K + + CO 2-3 K 2 CO 3 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer sehr schwachen Säure (H 2 CO 3 ) CO 2-3 : Mittelstarke Base, protolysiert gemäss CO 3 + H 2 O > HCO 3 + OH - pk B = 14-pK S HCO - 3 = = 3.67 der ph-wert eine K 2 CO 3 -Lösung ist basisch! poh = 0.5*( Log (0.125))=2.3 => ph = e) K 3 PO 4 (C 0 = 0.25 mol/l) K 3 PO > 3K + + PO 3-4 K 3 PO 4 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer mittelstarken Säure (H 3 PO 4 ) PO 3-4 : Base, protolysiert gemäss PO 4 + H 2 O > HPO 4 + OH - pk B = 14-pK S HPO = = 1.67 der ph-wert eine K 3 PO 4 -Lösung ist basisch! poh = 0.5*( Log (0.25))=1.1 => ph = f) NaCN (C 0 = 0.05 mol/l)

6 AC2 ÜB12 Säuren und Basen LÖSUNGEN Seite 6 von 7 NaCN > Na + + CN - NaCN ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (HCN) CN - : Schwache Base, protolysiert gemäss. CN - + H 2 O > HCN + OH - pk B = 14-pK S HCN = = 4.79 der ph-wert eine NaCN -Lösung ist basisch! poh = 0.5*( Log (0.05))= 3 => ph = 11. g) Na 2 S (C 0 = 0.1 mol/l) Na 2 S > 2 Na + + S 2- Na 2 S ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (H 2 S) S 2- : Sehr starke Base, protolysiert vollständig gemäss. S 2- + H 2 O > HS - + OH - pk B = 14-pK S HS - = = 0 der ph-wert eine Na 2 S -Lösung ist basisch! poh = - Log (0.1)= 1 => ph = 13. h) (NH 4 ) 2 4 (C 0 = mol/l) (NH 4 ) > 2 NH (NH 4 ) 2 4 ist das Salz einer schwachen Base (NH 3 ) und einer sehr starken Säure (H 2 4 ) : Sehr schwache Base protolysiert praktisch nicht NH 4+ : schwache Kationensäure, protolysiert gemäss. + NH > H + + NH 3 pk S = 9.25 ph = 0.5*(9.25-Log(2*0.075))= 5. i) NaCH 3 COO (C 0 = 0.2 mol/l) NaCH 3 COO > Na + + CH 3 COO - NaCH 3 COO ist das Salz einer sehr starken Base (NaOH) und einer schwachen Säure (CH 3 COOH) CH 3 COO - : schwache Base, protolysiert gemäss. CH 3 COO - + H 2 O > CH 3 COOH + OH - pk B = 14-pK S CH 3 COOH = = 9.24 der ph-wert eine NaCH 3 COO -Lösung ist basisch! poh = 0.5*(9.24-Log(0.2) = 5 => ph = 9. j) KClO 4 (C 0 = 0.2 mol/l) KClO > K + + ClO - 4

7 AC2 ÜB12 Säuren und Basen LÖSUNGEN Seite 7 von 7 KClO 4 ist das Salz einer sehr starken Base (KOH) und einer sehr starken Säure (HClO 4 ) ClO 4- : Sehr schwache Base, protolysiert praktisch nicht. => Neutral, der ph-wert des Wassers ändert sich durch die Zugabe von KClO 4 nicht! k) Al 2 ( 4 ) 3 (C 0 = 0.2 mol/l) Al 2 ( 4 ) > 2 Al : Sehr schwache Base (konjugierte Base von H 4- ), protolysiert praktisch nicht. Al 3+ : schwache Kationensäure, in der Lösung liegen Die Al 3+ -Ionen als [Al(H 2 O) 6 ] 3+ vor und protolysieren gemäss. [Al(H 2 O) 6 ] > H + + [Al(OH)(H 2 O) 5 ] 2+ pk S = 4.97 ph = 0.5*(4.97-Log(2*0.2)) = 2.7.