Gleichgewicht und PH Werte berechnen

Question

Aufgabe:

Eine Schwefelwasserstofflösung (H2S, pKS = 7.00) enthält eine Ausgangskonzentration von c0(H2S) =
0.1
mol
L
bei einem Lösungsvolumen von 250 mL. Berechnen Sie alle gefragten pH-Werte auf zwei Nach￾kommastellen genau fur ¨ ϑ = 25 ◦C.
(a) Stellen Sie das Massenwirkungsgesetz fur die Reaktion von Schwefelwasserstoff mit Wasser auf. ¨
Berechnen Sie . . .
(b) . . . die Konzentration der HS−-Ionen im Gleichgewicht. Rechnen Sie vereinfachend mit
cGleichgewicht(H2S) = c0(H2S).
(c) . . . den Dissoziationsgrad von H2S.
(d) . . . den pH-Wert der Lösung.
(e) In dem Lösungsgefäß werden zusätzlich noch m = 1.12 g an N aHS eingelöst (das Volumen bleibt
dabei konstant). Formulieren Sie die Reaktionsgleichung fur das Einl ¨ ösen des Salzes. Benennen Sie
den Typ der Lösung, der dadurch entstanden ist. Berechnen Sie den pH-Wert der entstandenen
Lösung.
(f) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung fur die Reaktion der entstandenen L ¨ ösung aus (e) mit
Natronlauge.
Berechnen Sie . . .
(g) . . . das Volumen an Natronlauge (c = 0.05 mol
L
), dass maximal zu der gemischten Lösung aus (e)
hinzugegeben werden kann, bis die Reaktion vollständig abgelaufen ist.
(h) . . . den pH-Wert nach dieser Zugabe an Natronlauge.

Problem/Ansatz:

Bitte ich habe nämlich ein Problem,  von Aufgaben B bis H... Bitte wer kann dabei helfen.?

Answer 1

Schwefelwasserstoffgas gelöst in Wasser bei Raumtemperatur, θ=25^°C, die Sättigungskonzentration beträgt hierbei c₀=0,1mol/L.

Schwefelwasserstoff ist eine schwache und eigentlich zweiwertige(zweibasige) Säure, da aber die erste Dissoziationsstufe schon sehr schwach ist, wird; hier in dieser Aufgabenstellung; die zweite Dissoziation vernachlässigt. Also man betrachtet nur die erste Dissoziation von H₂S in HS^(-).

H₂S ⇔ HS^(-) + H⁽⁺⁾

HS^(-) ⇔ S^(2-) + H⁽⁺⁾

Die pks-Werte zeigen das auch pks1(H₂S)=7, pks2=pks(HS^(-))=13

Die Säurekonstante für die zweite Dissoziationsstufe ist also ein Millionstel der der 1. Stufe.

Die Säurekonstanten

$$Ks_{1}(H_{2}S)= \dfrac{[HS^{(-)}] \cdot [H^{(+)}]}{[H_{2}S]_{gl}} = 10^{-7}\dfrac{mol}{L}$$

$$Ks_{2}= Ks(HS^{(-)})= \dfrac{[S^{(2-)}] \cdot [H^{(+)}}{[HS^{(-)}]} $$

Im Gleichgewicht sind von den 0,1mol/L Schwefelwasserstoffmoleküle pro Volumen x mol der Moleküle pro Volumen in x mol Hydrogensulfidionen(HS^(-)) pro Volumen und x mol pro Volumen Hydroxoniumionen dissoziiert.

H2S	Û	H(+)	+	HS(-)
[H2S]0-x		x		x

Die Gleichgewichtskonzentrationen lauten formal:
[H⁽⁺⁾]=[HS^(-)]=x und [H₂S]_gl= c₀-x

Bei schwachen Säuren kann man zur Vereinfachung der Rechnung noch die Gleichgewichtskonzentration der undissoziierten Säure gleich ihrer Einwaagekonzentration setzen, das erspart einem das Rechnen mit einer quadratischen Gleichung.
c₀-x ≈c_{0
$$Ks\approx\dfrac{x^{2}}{c_{0}}$$ und $$[H^{(+)}]=[HS^{(-)}]=x=\sqrt{Ks_{1}\cdot c_{0}(H_{2}S)}$$
$$x=\sqrt{10^{-7}\dfrac{mol}{L}\cdot10^{-1}\dfrac{mol}{L}}$$
$$x=\sqrt{10^{-8}\frac{mol^{2}}{L^{2}}}= 10^{-4}\cdot \frac{mol}{l}$$}

$$pH = -log_{10}([H^{(+)}\cdot\frac{L}{mol})= 4$$

c). Berechnung des Dissoziationsgrades α
$$\alpha = \dfrac{[H^{(+)}]}{c_{0}(H_{2}S)} = \dfrac{[HS^{(-)}]}{c_{0}(H_{2}S)}=\dfrac{x}{c_{0}(H_{2}S)}$$

$$\alpha = \dfrac{10^{-4}\cdot mol\cdot l}{0,1\cdot mol\cdot l}= 10^{-3}$$

d).$$pH = -log_{10}([H^{(+)}\cdot\frac{L}{mol})= 4$$, siehe oben

Comments

Hi, here`s chemweazle,

Sorry, dass ich das Ganze so kommentarlos rübergepostet habe, ich war mit Html-Tags und wider der Erwartung ganz schön mit latex gestresst. Hatte wieder mal paar Klammern zu wenig oder war beim Einklammern zu großzügig.

Bei der Teilaufgabe e). Hänge ich noch ganz schön rum.

Für die Fragen unter f). und g). Habe ich die Antwortansätze