Sommersemester 2016 Seminar Stöchiometrie

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1 Sommersemester 2016 Seminar Stöchiometrie

2 Themenüberblick Kurze Wiederholung der wichtigsten Formeln Neue Themen zur Abschlussklausur: 1. Elektrolytische Dissoziation 2. ph-wert Berechnung 3. Puffer

3 Wiederholung der wichtigsten Formeln c( X i ) n( X i ) V ( Ls) ( X bezieht sich auf eine gelöste Reinsubstanz i ) m( X i ) V ( Ls) ( X i ) m( X V ( X bezieht sich auf eine Lösung i i ) ) 1( X )* m( Ls1) 2( X )* m( Ls2) Gem ( X )* m( Gem)

4 Thema: Elektrolytische Dissoziation

5 Elektrolytische Dissoziation Definition Elektrolyt: Bildet in wässriger Lösung Ionen Dynamisches Gleichgewicht => Massenwirkungsgesetz K D = Dissoziationskonstante (temperatur-, konzentrationsabhängig)

6 Beispiel H2SO4

7 Starke Elektrolyte => Vollständiger Zerfall in Ionen

8 Schwacher Elektrolyt => Unvollständiger Zerfall

9 9 Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main

10 Beispiel 1: Eine verdünnte Essigsäure (c=0,074 mol/l) ist zu 1,57% dissoziiert. Berechnen Sie die Dissoziationskonstante! Ist eine annähernde Berechnung möglich?

11 Ionenprodukt des Wassers

12 Säure-Base-Gleichgewicht Definition nach Brønsted Säuren: Protonendonatoren Basen: Protonenakzeptoren Korrespondierendes Säure-Base-Paar => Unterscheiden sich in einem Proton Starke Säure/ schwache Base Starke Base/ schwache Säure

13 Reaktion einer Säure/ Base in Wasser

14 Reaktion einer Säure/ Base in Wasser

15 Reaktion einer Säure/ Base in Wasser 15 Dr. Mario Wurglics Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main

16 ph-wert Definition ph-wert Negative dekadischer Logarithmus der Oxoniumionenkonzentration ph= - log c(h 3 O + ) Zusammenhang Autoprotolyse/ ph-wert

17 ph-wert Berechnung Starke Säuren pk S <=1 Dissoziation zu 100%

18 ph-wert Berechnung Schwache Säuren pk S >=3 Nur wenig dissoziiert

19 ph-wert Berechnung Schwache Säuren pk S >=3 Nur wenig dissoziiert

20 Beispiele ph-wert Berechnung Bitte berechnen Sie den ph-wert a) einer 2 molaren HCl b) einer NaOH (c=0,05 mol/l) c) einer 10-8 molaren HCl d) einer Essigsäure mit pks = 4,75, c=2 mol/l e) einer Ammoniaklösung der Konzentration 0,05 mol/l, Ks =5,62 *10-10 mol/l

21 Beispiele ph-wert Berechnung

22 Beispiele ph-wert Berechnung 22 Dr. Mario Wurglics Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main

23 Thema: Amphotere Teilchen/ Puffer

24 Definition amphoter: Ampholyt (griech.) auf beiderlei Art hier: reagiert als Säure od. Base abh. vom Reaktionspartner Bsp: HPO 4 2-

25 Definition Puffer: Ändert bei Zugabe von begrenzten Mengen Säuren/Basen den ph-wert kaum Besteht aus korrespondierenden Säure/Base Paar Schwache Säure/korrespondierende Base Pufferkapazität im Konzenrationsbereich c(ha)/c(a-) von 1/10 bis 10/1 gegeben wann Pufferkapazität am höchsten?

26 Pufferbeispiel NH 3 /NH 4 +

27 Zugabe von Säure/Base zum Puffer

28 ph-bereich des Puffers vorhersagen?

29 Berechnung ph-wert im Puffer

30 Berechnung ph-wert im Puffer 30 Dr. Mario Wurglics Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main

31 Übungsaufgaben 31 Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main

32 1. Sie lösen 0,84 g Natriumdihydrogenphosphat in 3,5 L Wasser. a. Welchen ph-wert hat die Lösung? b. Sie verwenden nicht 3,5 L Wasser, sondern 3,5 L einer 2 mm Dinatriumhydrogenphosphatlösung. Welchen ph-wert hat der Puffer? M(NaH 2 PO 4 ) = 120 g/mol; pk S = 7,12 32 Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main

33 33 Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main

34 2. Berechnen Sie den ph-wert einer Ammoniak- Lösung mit c = 0,5 mol/l! Zu 200 ml dieser Ammoniak-Lösung werden 300 ml einer Ammoniumchlorid-Lösung mit c=0,1 mol/l hinzugefügt. Berechnen Sie den ph der neu entstandenen Lösung! K B (NH 3 ) = 2 *10-5 mol/l; M(NH 3 ) = 17 g/mol; M(NH 4 Cl) = 53,5 g/mol. 34 Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main

35 3. Aus Cyansäure (HOCN) und Kaliumcyanat (KOCN) soll eine Pufferlösung mit ph = 3,5 hergestellt werden. Welches Stoffmengenverhältnis wird benötigt? pks (HOCN) = 3,92 35 Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main

36 4. Aus 14,5g Natriumacetat und 1 mol Essigsäure werden 30 ml Puffer-Lösung hergestellt. a. Berechnen Sie den ph der entstandenen Lösung! b. Wie ändert sich der ph-wert der Lösung bei Zugabe von 50 ml einer 5 Molaren NaOH-Lösung? pks = 4,75; M(Natriumacetat) = 82,03 g/mol 36 Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main