Wie groß ist der pKs-Wert für HSO^-1?

Question

Aufgabe:

Eine 0,05 molare HSO^-1-Lösung dissouiert vollständig zu Sulfat und Protonen.

Der pH-Wert beträgt 2. Wie groß ist der pKs-Wert für HSO^-1?

Problem/Ansatz:

HSO^-1 --> SO^-2 + H^+1

Ks = c(SO^-2) * c(H^+1)/c(HSO^-1)

Ich bin nur soweit gekommen. Ich weiß nicht, wo ich was einsetzen soll und warum.

Danke für Eure Hilfe

Answer 1

Salut K.karan,

anbei vielleicht noch eine zweite Antwort auf deine Frage.

Eine 0,05 molare HSO^-1-Lösung dissoziiert vollständig zu Sulfat und Protonen.
Der pH-Wert beträgt 2. Wie groß ist der pKs-Wert für HSO^-1?

H_SO₄^- ist allerdings lediglich eine mittelstarke Säure, bei der somit nur ein Teil in Oxoniumionen überführt wird.

Benutze daher die Formel für mittelstarke Säuren:

pK_s =  - log₁₀ * ( c (H₃O⁺)² / (c₀ (HA) - c (H₃O⁺)) )

c (H₃O⁺)  =  10^-pH =  10^-2 =  0,01 mol L^-1

Alle nun bekannten Werte in die obige Formel einsetzen:

pK_s(HSO₄^-) =  - log₁₀ * ( 0,01² / (0,05 - 0,01))  ≈  2,6

Schöne Grüße :) 

Comments

Hallo,

vielen Dank für Ihre Antwort.
ich habe die Lösung erhalten und es wurde so gelöst:

HSO^-1 → SO^-2 + H^+1
Ks = c(SO^-2) * c(H^+1)/c(HSO^-1)

Ks= 10^-2 * 0,05 / 0,05 = -2 → pks=2
Ich verstehe die Lösung nicht. Ist sie falsch?

---

Grüße chemweazle,

Ich denke, die Sulfationenkonzentration, c(SO₄^(2-)), mit 0,05 mol / l paßt nicht.

Das ist der Faktor mit 0,05 im Zähler der Säurekonstante, dort müßte stehen 10^-2 anstelle von 0,05.

Die Sulfationenkonzentration ist doch gleich der H⁽⁺⁾-Ionen-Konzentration, c(H⁽⁺⁾) = c(SO₄^(2-)) = 10 ^-2 mol / l.

x mol / l von den 0,05 mol / l Hydrogensulfationen dissoziieren in 0,01 mol l H⁽⁺⁾-Ionen und entsprechend 0,01 mol / l SO₄^(2-)-Ionen.

Die Sulfationenkonzentration kann nicht gleich der Einwaagekonzentration der Hydrogensulfationen im Werte von 0,05 mol /l sein.

Das ist der Fehler.

$$Ks(HSO_{4}^{(-)}) = \dfrac{c(H^{(+)})\cdot c(SO_{4}^{(2-)})}{c(HSO_{4}^{(-)})_{gl}}$$

HSO4(-)(aq)	⇌	H(+)(aq)	+	SO4(2-)(aq)
c(HSO4(-))gl = (0,05 mol / l - 0,01)mol/l = 0,04 mol / l	⇌	10(-2 mol /l = 0,01 mol /l		10(-2 mol /l = 0,01 mol /l

$$Ks(HSO_{4}^{(-)}) = \dfrac{10^{-2}\cdot 10^{-2}\cdot mol^{2}\cdot l}{l^{2}\cdot 0,04\cdot mol} = 0,0025\cdot \frac{mol}{l}$$

$$pKs(HSO_{4}^{(-)}) = - log_{10}( 2,5\cdot 10^{-3}\cdot mol\cdot l^{-1}\cdot mol^{-1}\cdot l) \approx 2,6$$

Answer 2

Grüße chemweazle,

Der pH-Wert beträgt 2. Wie groß ist der pKs-Wert für HSO₄^(-)?

Es ist eine mittelstarke Säure, hantierbar in den Verbindungen KHSO₄ und NaHSO₄, das sind kristalline Feststoffe, die man auch gut abwiegen und aufbewahren kann.

Eine 0,05 molare HSO₄^(-)-Lösung dissoziiert vollständig zu Sulfat und Protonen.

Die Behauptung stimmt nicht. Denn wenn die Hydrogensulfationen in wäßriger Lösung vollständig in Sulfationen und Hydroniumionen dissoziiert vorlägen, könnte man keine Gleichgewichtskonstante und somit auch keinen pKs-Wert mehr definieren. Denn bei vollständig dissoziierten starken Säuren fehlt die Umkehr-Reaktion und es gibt keine Gleichgewichtskonzentration der undissoziierten Form, bzw. diese wäre Null.

Reaktionsgleichung

HSO₄^(-)_(aq) ⇌ H⁽⁺⁾_(aq) + SO₄^(2-)_(aq)

$$Ks(HSO_{4}^{(-)}) = \dfrac{c(H^{(+)}]\cdot c(SO_{4}^{(2-)})}{c(HSO_{4}^{(-)})_{gl}}$$

Gleichgewichtskonzentration von Hydrogensulfationen: c(HSO₄^(-))_gl, die Einwaagekonzentration, Ausgangskonzentration der Hydrogensufationen lautet abgekürzt Co = c0(HSO₄^(-))

Von den 0,05 mol /l Hydrogensulfationen sind 0,01 mol /l in 0,01 mol /l Hydroniumionen(H⁽⁺⁾-Ionen) = x und in 0,01 mol / l hydratisierte Sulfationen(SO₄^(2-)-Ionen) = x dissoziiert.

Es stehen demnach noch 0,04 mol / l = ( 0,05 - 0,01 ) mol /l undissoziierte Hydrogensulfationen im dynamischen Dissoziations-Gleichgewicht.

Die Gleichgewichts-Konzentration der Sulfationen ist gleich der Konzentration der H⁽⁺⁾-Ionen

c(SO₄^(2-)) = c((H⁽⁺⁾) = x

c((H⁽⁺⁾) = 10^-pH * ( mol / l ) = 10^-2 * ( mol / l ) = 0,01 mol / l

c(SO₄^(2-)) = c((H⁽⁺⁾) = x = 0,01 mol /l

HSO4(-)(aq)	⇌	H(+)(aq)	+	SO4(2-)(aq)(aq)
(Co-x)= ( 0,05 - 0,01 ) mol / l		x = 0,01 mol /l		x = 0,01 mol / l

$$Ks(HSO_{4}^{(-)}) = \dfrac{c(H^{(+)}]\cdot c(SO_{4}^{(2-)})}{c(HSO_{4}^{(-)})_{gl}}$$
$$Ks(HSO_{4}^{(-)}) = \dfrac{x\cdot x}{Co - x} = \frac{0,01\cdot 0,01}{0,04}\cdot \dfrac{mol^{2}\cdot l}{l^{2}\cdot mol}$$
$$Ks(HSO_{4}^{(-)}) = 0,01\cdot \frac{0,01}{0,04}\cdot \frac{mol}{l} = \frac{0,01}{4}\cdot \frac{mol}{l}$$
$$Ks(HSO_{4}^{(-)}) = 0,0025 \cdot \frac{mol}{l}$$
$$pKs(HSO_{4}^{(-)}) = - log_{10}\left(Ks\cdot \frac{l}{mol}\right) \approx 2,6$$

Comments

Hallo,

vielen Dank für Ihre Antwort.

ich habe die Lösung erhalten und es wurde so gelöst:

HSO^-1 → SO^-2 + H^+1
Ks = c(SO^-2) * c(H^+1)/c(HSO^-1)

Ks= 10^-2 * 0,05 / 0,05 = -2 → pks=2

Ich verstehe die Lösung nicht. Ist sie falsch?