Berechnung von pH-Wert und Reaktionsenthalpie

Question

Aufgabe:

In ein Kalorimeter gibt man zu 50 ml NaOH-Lösung (c=1mol/l) 20 ml einer H2SO4-Lösung (c=0,1mol/l).

a) Formulieren Sie die Neutralisationsreaktion. Kennzeichnen und benennen Sie die Säure-Base-Paare.

b) berechnen Sie den pH-Wert der Lösung

c) Berechnen Sie die Reaktionsenthalpie.

Problem/Ansatz:

a)

2NaOH+H2SO4—>2H2O+Na2SO4

b) ich brauche Hilfe bei der pH-Wert Berechnung

Answer 1

Hi, here chemweazle,

2 NaOH + 1 H₂SO₄ ⇒ 2 H₂O + Na₂SO₄

Die Stoffmenge an verbrauchter NaOH verhält sich zur Stoffmenge an verbrauchter, zweiwertiger Schwefelsäure wie die stöchiometrischen Koeffizienten in der Reaktionsgleichung 2:1.

n(NaOH)(verbraucht) = 2n(H₂SO₄)

Die in der Apparatur vorgelegte Stoffmenge an NaOH n(NaOH)(vorgelegt) beträgt:

c(NaOH) * V(NaOH) = (1mmol / ml) * 50ml = 50mmol

Die zugegebene Stoffmenge an Schwefelsäure beträgt:

n(H₂SO₄) = c(H₂SO₄) * V(H₂SO₄) = (0,1 mmol / ml) * 20ml = 2mmol

Die verbrauchte Menge an NaOH:
n(NaOH)(verbraucht) = 2n(H₂SO₄) = 2*2mmol = 4 mmol

Die übrig gebliebene Stoffmenge an NaOH, n(NaOH)(übrig), ist die vorgelegte Stoffmenge an NaOH, n(NaOH)(vorgelegt), abzüglich der verbrauchten Stoffmenge an NaOH, n(NaOH)(verbraucht).

n(NaOH)(übrig) = n(NaOH)(vorgelegt) - n(NaOH)(verbraucht)
n(NaOH)(übrig) = (50 - 4)mmol = 46 mmol

Nach dem Abkühlen der Mischung müßte das Mischvolumen, V(mix), die Summe aus dem Volumen der vorgelegten Natronlauge und dem Volumen der zugefügten Schwefelsäure sein, wenn keine merkliche Volumenkontraktion durch die interionischen Anziehungskräfte verursacht wird.

V(mix) = V(NaOH)(vorgelegt) + V(Schwefelsäure) = (50 + 20)ml = 70ml

Die Konzentration der verbliebenen Natronlauge und der Hydroxidionen lautet:
c(NaOH)(übrig) = c(OH^(-)) = n(NaOH)(übrig) / V(mix)

c(OH^(-)) = (46 / 70) * (mmol / ml) = 0,657 mmol / ml = 0,657 mol/l

pOH = - log₁₀[0,657 mol / l *l/ mol] = 0,18

pH = 14 - pOH = 14 - 0,18 = 13,82 , gerundet 13,8