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1. Berechnen Sie die Zahl der Hydronium- Ionen in 1 L Wasser bei 25 °C

\[N(H_3O^+) \ = \ n(H_3O^+) \ \cdot \ N_A \] \[ N(H_3O^+) \ = \ c(H_3O^+) \ \cdot \ V(H_2O) \ \cdot \ N_A \] \[ c(H_3O^+) \ = \ c(OH^-) \ = \ \sqrt {K_W (25°C) } \ = \ 10^ {- \ 7 } mol/L\] \[ N(H_3O^+) \ = \ 6,02 \ \cdot \ 10^{23} \ \frac {1}{mol} \ \cdot \ 10^{- \ 7} \ \frac {mol}{L} \ \cdot \ 1 \ L\]

Gruß FKS

1. Berechnen Sie die Masse der Hydronium- / bzw.der Hydroxid - Ionen in 1 Kubikmeter Wasser bei 25 °C

\[m(H_3O^+) \ = \ n(H_3O^+) \ \cdot \ M(H_3O^+) \] \[ m(H_3O^+) \ = \ c(H_3O^+) \ \cdot \ V(H_2O) \ \cdot \ M(H_3O^+) \] \[ c(H_3O^+) \ = \ c(OH^-) \ = \ \sqrt {K_W (25°C) } \ = \ 10^ {- \ 7 } mol/L\] \[ m(H_3O^+) \ = \ 19 \ \frac {g}{mol} \ \cdot \ 10^{- \ 7} \ \frac {mol}{L} \ \cdot \ 1 000 \ L\] \[ m(OH^-) \ = \ 17 \ \frac {g}{mol} \ \cdot \ 10^{- \ 7} \ \frac {mol}{L} \ \cdot \ 1 000 \ L\]

Gruß FKS

Zu Frage 3
Die Neutralisationsreaktion zwischen H+ und OH- Ionen zu Wasser ist exotherm.
\[ H^++OH^-\to H_2O\ \ \ ;\ \ \Delta H=-55,4\,kJ/mol \]
Das bedeutet, daß höhere Temperaturen das Gleichgewicht auf die Seite der Edukte verschiebt, daß also die Konzentration der H+ und OH- Ionen dadurch erhöht wird.
Zu Frage 4
Die Temperaturabhängigkeit einer Gleichgewichtsreaktion kann mit der Gleichung von van´t Hoff berechnet werden.\[ln{k_1\over k_2}={\Delta H\over R}\cdot ({1\over T_2}-{1\over T_1}) \]
Die Bildung der Ionen aus Wasser ist also endotherm mit 55,4 kJ/mol
T(1) = 298K ; T(2) = 323 K ; k(1) = 10^-14 (mol²/l²)
\[Das\ ergab\ k_2=5,64\cdot 10^{-14} mol^2/l^2 \]
Und daraus die Wurzel: c(H+) = 2,38*10^-7 mol/l
und daraus: pH = -lg c(H+) = 6,62

Hallo "Chemiefrage",
ist Dein Wissensdurst, Deine Frageblätter betreffend, inzwischen gelöscht ?
Wenn noch weiterer Bedarf besteht, dann bitte melden !

1a. Erläutern Sie die Änderung des Protolysegleichgewichts einer Säure bei Zusatz von H+ bzw. OH- Ionen.

Die Vorstehende Frage ist so unbedarft, dass man Zweifel haben kann, ob der Aufgabensteller sich vollumfänglich darüber im Klaren ist, worauf es bei einem Gleichgewicht ankommt . Denn das "Hinzufügen" einer Spezies bedeutet noch lange nicht, dass sich dabei auch die Konzentration bzw. die Aktivität der fraglichen Spezies erhöht.

Z.B. ausgehend von einem Dissozziationsgleichgewicht einer Säure HA , also \[ HA \ <-> \ H^+ \ + \ A^-\] und der dem entsprechenden MWG - Beziehung \[ K_S \ = \ \frac {c(H^+) \ \cdot \ c(A^-) }{c(HA)}\] kommt es bei konstanter Temperatur und konstantem Druck , also bei konstantem Wert der Säurekonstanten Ks ausschließlich darauf an , ob und in welchem Umfang sich eine oder mehr Konzentrationen von H+, A- oder HA ändern.

So kann man z.B. einer 0,1 molaren , wässrigen Lösung von Essigsäure eine stärker verdünnte Lösung der gleichen Säure oder eine gleich konzentrierte Lösung einer schwächeren Säure hinzufügen. in beiden Fällen werden zweifellos Wasserstoffionen "zugesetzt", dennoch steigt der pH - Wert. Weil nämlich das "Hinzufügen" nicht zu einer Erhöhung, sondern zu einer Erniedrigung der H+ - Konzentration geführt hat, da das Volumen der AusgangsLösung überproportional zugenommen hat.

Mit besten Grüßen an die Dame , bzw. den Herrn Aufgabensteller mit der Bitte um künftig präzisere Ausdrucksweise.

Gruß FKS