pH-Wert-Berechnung - Phosphorsäure - Allgemeine Chemie

pH-Wert-Berechnung - Phosphorsäure

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Torsionswinkel

Beiträge: 66

Registrierungsdatum: 21. Februar 2014

Freitag, 21. Februar 2014, 16:59

pH-Wert-Berechnung - Phosphorsäure

Komme bei folgender Aufgabe nicht mehr weiter: Welchen pH-Wert besitzt eine 0,5 molare Phosphorsäure?

Die pK_s -Werte lauten:

pK_s1 = 2,16

pK_s2 = 7,21

pK_s3 = 12,32

Da laut Faustregel Säuren bei einem pK_s < 1,7 stark und bei einem pK_s > 4,75 schwach sind, muss es sich bei der ersten Stufe von Phosphorsäure um eine mittelstarke Säure handeln, wie berechnet man den pH-Wert in diesem Fall? Wie kommt man überhaupt auf diese Faustregel?

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Freitag, 21. Februar 2014, 20:14

Wie man zu mMn vernünftigen "Regeln" kommt , habe ich hier in Beitrag Nr. 2 gezeigt : http://treffpunkt-naturwissenschaft.com/…ad&threadID=345 Die letztlich willkürliche Einteilung nach starken, mittelstarken und schwachen Säuren wird damit entbehrlich.

Wie Sie richtig erkannt haben handelt es sich bei der Phosphorsäure um eine mittelstarke , beim Dihydrogenphospation um eine schwache und neim hydrogenphospation um eine sehr schwache Säure.
Ansetzen kann man hier so, dass man erst einmal so tut, als sei die Dissoziation von Dihydrogenphospat und Hydrogenphosphat vernachlässigbar und man nach der näherungsweisen Berechnung durch einsetzen der berechneten H+ - Konzentration herausfindet, dass die bis dahin nicht berücksichtigte Dissoziation der 2.und 3. Stufe, wie es nach der ARHENIUS - DeFINITION heißt ( bzw. der Protolyse der Hydrogenphosphate, wie es nach BRÖNSTED heißt) in der Tat nur quantitativ unbedeutende Fehler verursacht .

Ansatz also wie bei einer einwertigen Säure der allgemeinen Formel HA \[ HA \ <-> \ H^+\ + \ A^-\] Ladungsbilanz : \[c(H^+) \ = \ c(A^-) \ + \ c(OH^-) \] Stoffbilanz für alle A enthaltenen Teilchen , wobei co(HA) deren Gesamtkonzentration ist \[c_0(HA) \ = \ c(HA) \ + \ c(A^-) \] Nun wird man in einer deutlich sauren Lösung die Konzentration der Hydroxidionen in der Ladungsbilanz vernachlässigen können :\[ c(H^+) \ \approx \ c(A^-)\], so dass man die folgende Massenwirkungsbeziehung erhält :
\[ K_S \ = \ \frac {c(H^+) \ \cdot \ c(A^-) }{ c(HA)} \ = \ \frac {c(H^+) \ \cdot \ c(A^-)}{c_0(HA) \ - \ c(A^-) } \ \approx \ \frac {c^2(H^+) }{c_0(HA) \ - \ c(H^+)} \] Was eine quadratische Gleichung in Bezug auf die gesuchte H+ Konzentration darstellt, die man nach Umstellen mit einer der wohl auch Ihnen bekannten Lösungsformeln lösen kann.
Was Sie dann auch erst einmal tun sollten. Von den üblichen , zwei Lösungen kommt natürlich nur die positive Lösung in Frage.

Gruß FKS