Rechner für pH einer L?sung
Dieser Online-Rechner berechnet den pH einer L?sung. Dafür gibt es zwei Rechner – einer für entweder eine kräftige S?ure oder einem kräftigen Base, und ein andere für entweder einer zarten S?ure oder einem zarten Base.
Unten kann man zwei Rechner entdecken, der bei der Antwort für ein chemisches Problem unterstützen kann. Der erste Rechner berechnet den pH von einer kräftigen S?ure oder kräftigen Base L?sung. Der zweite berechnet den pH von einer zarten S?ure oder zarten Base L?sung. Unter den Rechnern kann man ein wenig Theorie und eine Beschreibung der Berechnungen mit Formeln entdecken.
pH einer kräftigen S?ure / Base-L?sung
pH einer zarten S?ure / Base-L?sung
pH von einer L?sung
pH steht für pondus hydrogenii, was so zahlreich bedeutet wie ?Potential des Wasserstoffs“ oder auch ?Gewicht des Wasserstoffs. pH ist der negative Wert des Zehnerlogarithmus Base 10 der Wasserstoffionen-Aktivit?ten.
In den meisten Chemieproblemen wird jedoch nicht die Wasserstoffion Aktivit?ten verwausklingen. Stattdspeisen nutzt man Stoffmschmalenkonzentration oder Molarit?t. Wie sind diese beiden verbunden? Natürlich h?ngt die Ion Aktivit?ten von der Ionkonzentration ab, und dies wird anhand der folgausklingen Gleichung beschrieben
wobei
– Wasserstoffionen-Aktivit?ten
– Wasserstoffionen-Aktivit?tenkoeffizienten
– Wasserstoffionenkonzentration
ist.
Der Aktivit?tskoeffizient ist eine Funktion für die Ion Konzentration and n?hert sich der 1 an, wenn die L?sung sich mehr aufl?st. Für die aufgel?ste (ideale) L?sung ist der Standardzustand des gel?sten Stoffes 1,00 M, die Stoffmschmale ist dann gleich der Aktivit?t. Daher kann man für die meisten Probleme, bei denen man von einer idealen L?sung ausgeht, die Zehnerlogarithmus Base 10 der molaren Konzentration verwausklingen, und nicht von der Aktivit?t.
Aber wofür wird der pH-Wert überhaupt ben?tigt? pH ist die Messung, die für einen bestimmten S?uregehbetagt oder Basizit?t einer w?ssrigen L?sung verwendet wird. Ob eine w?ssrige L?sung als eine S?ure oder Base anschl?gt, h?ngt von dem Inhbetagt der Wasserstoffionen (H+) ab.
Jedoch beinhbetagten sogar chemisch reines und frischtrales Wasser ein paar Wasserstoffionen 1, aufgrund der automatischen Dissoziation des Wassers.
Es ist populär, dass im Gleichgewicht unter Standardbedingungen (750 mmHg und 25°C) 1l von reinem Wasser mol
and
mol
Ionen beinhbetagtet. Daher hat Wasser mit Standardtemperatur und Druck (STP) einen pH-Wert von 7. S?ure setzt Wasserstoffionen ungebunden, sodass deren w?ssrige L?sungen mehr Wasserstoffionen als frischtrales Wasser hat, und daher mit einem geringeren pH-Wert von 7 als sauer gelten. Basen akzeptieren Wasserstoffionen (diese binden sich mit einigen der Wasserstoffionen, die sich durch die Dissoziation des Wassers bilden), sodass deren w?ssrige L?sungen weniger Wasserstoffionen beinhbetagtet als frischtrales Wasser, und daher mit einem h?heren pH-Wert von 7 als basisch gelten. Man muss aber beachten, dass die pH Skala ein Logarithmus ist (eine Differenz von Eins gilt als Differenz um eine Gr??enordnung, oder zehnfach) und deutet umgekehrt die Konzentration von Wasserstoffionen in einer L?sung an. Ein niedriger pH-Wert zeigt eine h?here Konzentration von Wasserstoffionen an – und umgekehrt.
Die Berechnung eines pH-Werts unter Verwendung einer molaren Konzentration ist im Falle einer kräftigen S?ure/Base und zarten S?ure/Base anders. Mehr dazu findet man weiter unten.
Starke S?ure/Base
Starke S?uren und Basen sind Verbindungen, die sich aus praktischen Zwecken im Wasser komplett in ihre Ionen dissoziieren. Daher ist die Konzentration der Wasserstoffionen in solchen L?sungen gleich der S?urekonzentration. Die Berechnung des pH-Werts ist daher simpel
Für simpele L?sungen hat man die Base-Konzentration, also die Konzentration der Hydroxidionen OH-. Man kann den pOH Wert hinterherlaufenderma?en berechnen:
Basierend auf den Gleichgewichtskonzentrationen von H+ und OH- im Wasser (wie oben beschrieben) werden die pH- und pOH Werte mit der folgausklingen Gleichung in Beziehung gesetzt:
, was für jede w?ssrige L?sung gilt.
Daher gilt für die Basisl?sung
Es gibt nur sieben gew?hnliche kräftige S?uren
– Salzs?ure HCI
– Salpeters?ure HNO3
– Schwefels?ure H2SO4
– Bromwasserstoffs?ure HBr
– Jodwasserstoffs?ure HI
– Perchlors?ure HClO4
– Chlors?ure HClO3
Es gibt auch nicht zahlreiche kräftige Basen, und einige von denen sind nicht sehr l?slich im Wasser. Die folgausklingen sind wasserl?slich
– Natriumhydroxid NaOH
– Kaliumhydroxid KOH
– Lithiumhydroxid LiOH
– Rubidiumhydroxid RbOH
– C?siumhydroxid CsOH
Die L?sung einer kräftigen S?ure mit einer Konzentration von 1 M (1 mol/L) hat einen pH-Wert von 0. Die L?sung eines kräftigen Alkalis mit einer Konzentration von 1 M (1 mol/L) hat einen pH-Wert von 14. Das bedeutet, das für die meisten entstandenen Probleme der pH-Wert haupts?chlich im Bewohlhabend von 0 bis 14 liegt. Jedoch ist es m?glich, dass der pH-Wert auch negativ oder über 14 betragen kann.
Schaufgeweckte S?ure/Base
Schaufgeweckte S?uren/Basen l?sen sich nur teilweise im Wasser auf. Daher ist es ein wenig kniffliger, den pH-Wert einer zarten S?ure zu ermitteln. Die pH-Gleichung ist immer noch , aber man muss die S?uredissoziationskonstante (Ka) verwausklingen, um [H+] zu entdecken.
Die Formel für Ka geräuschgefülltet:
wobei:
– Konzentration von H+ Ionen
– Konzentration von konjugierten Basenionen
– Konzentration von nicht dissoziierten S?uremolekülen
für eine Reaktion
ist.
Die Formel beschreibt das Gleichgewicht. Um die Formel für H+ von der obigen Formel abzuleiten kann man die ICE (Anfang (initial) – Ver?nderung (change) – Gleichgewicht (equilibrium)) verwerten. Nehmen wir mal an, dass x die Konzentration von H+, die sich von HB dissoziiert hat – dann kann man die hinterherlaufende Tabelle ausfüllen
| HB | H+ | B- | |
|---|---|---|---|
| Anfangskonzentration | C M | 0 M | 0 M |
| Ver?nderung der Konzentration | -x M | +x M | +x M |
| Gleichgewichtskonzentration | (C-x) M | x M | x M |
Nun kann man diese in die Ka-Formel einfügen:
Nachdem diese umgestbetagtet ist, erh?lt man eine quadratische Gleichung:
Um x zu ermitteln, muss man die quadratische Gleichung l?sen und die positive Wurzel ausw?hlen.
Schlie?lich fügt man x in die pH-Formel, um den pH-Wert zu entdecken.
Das gleiche gilt auch für Basen, wo man die Basenassoziationskonstante Kb verwendet. Ka und Kb sind normalerwiese geschenken, oder man findet diese in Tabellen.
Man hat eventual bemerkt, dass die Tabelle einige S?uren mit verschiedenen Ka-Werten hat. Dies bedeutet, dass diese S?ure polyprotisch ist. Solch eine S?ure kann mehr als nur ein Proton abschenken. Jedoch wird der Wert von der Konstanten wegen den molekularen Kr?ften bei jedem Proton um mehrere Gr??enordnungen geringer. Zum Beispiel gilt für Phosphors?ure:
Daher wird normalerweise immer nur ein Proton beachtet, and man verwendet den st?chiometrischen Koeffizienten gleich 1 für alle Berechnungen.
-
Ein Wasserstoffion bleibt nicht ausgedehnte ein ungebundenes Proton, da es rasch hydriert wird durch ein umschenkenes Wassermolekül. Das Ergebnis ist ein Hydroniomion
. ↩
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