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Aufgabe:

Kann jemand mir diese Aufgabe lösen, da ich nicht genau weiß welche pKs für die Zintronensäure benutzen muss, da sie auch mehrprotonig ist:

Eine Tasse Kaffee hat bei einer Tassengröße von 150 ml einen pH-Wert von 4,5. Wie in Material 1 erläutert sind dafür mehrere Säuren verantwortlich. Berechne, wie hoch die Konzentration an Zitronensäure wäre, wenn nur Zitronensäure für diesen pH-Wert verantwortlich wäre. Welche Konzentration wäre bei reiner Essigsäure gegeben. Wie erklärt sich der Unterschied in den Konzentrationen.

Material 1

Essigsäure
pKs1 = 4,76


Zitronensäure*
pKs1 = 3,13
pKs2 = 4,76
pKs3 = 6,4


Phosphorsäure
H3PO4
pKs1 = 2,12
pKs2 = 7,20
pKs3 = 12,36

* Citronensäure muss bei einem pH Wert von kleiner 5 als einprotonig betrachtet werden.

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Salut,


Kann jemand mir diese Aufgabe lösen, da ich nicht genau weiß welche pKs für die Zintronensäure benutzen muss, da sie auch mehrprotonig ist:
Eine Tasse Kaffee hat bei einer Tassengröße von 150 ml einen pH-Wert von 4,5. Wie in Material 1 erläutert sind dafür mehrere Säuren verantwortlich. Berechne, wie hoch die Konzentration an Zitronensäure wäre, wenn nur Zitronensäure für diesen pH-Wert verantwortlich wäre.

Unterscheidet sich der zweite pKs - Wert deutlich (d.h. um mehr als 1,5) vom ersten pKs - Wert, so kann man den zweiten und damit auch den dritten pKs - Wert bei einer pH - Wert Berechnung vernachlässigen.

Für schwache Säuren wie Zitronensäure gilt nun:

pH =  0,5 * (pKs - lg (c0))

Umgestellt nach der gesuchten Konzentration c0:

c0 =  10- (2 * pH - pKs)  =  10- (2 * 4,5 - 3,13) =  1,35 * 10-6 mol L-1

Welche Konzentration wäre bei reiner Essigsäure gegeben.

Essigsäure gehört gleichfalls zu den schwachen Säuren:

c0 =  10- (2 * 4,5 - 4,76) =  5,75 * 10-5 mol L-1

(Im Verhältnis zur Zitronensäure also eine höhere Konzentration.)

Wie erklärt sich der Unterschied in den Konzentrationen.

Der pH - Wert ist ein Maß für die Konzentration der H+ - Ionen. Je kleiner nun der pKs - Wert, desto stärker ist die Säure und desto mehr Protonen (H+) werden gebildet.

Was bedeutet das also hinsichtlich der Konzentration zweier Säuren mit unterschiedlichen pKs - Werten, die aber beide den gleichen pH - Wert erzielen sollen ?


Schöne Grüße :)

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