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Aufgabe:

Der pH-Wert einer 0,02M Lösung Niacin ist 3,26. Welcher Prozentsatz der Säure ist in dieser Lösung dissoziiert? Wie hoch ist Ks?


Problem:

Die Berechnung absolut nicht verstanden.

Weiss nicht mit welchen Schritten ich das berechnen kann.

Vielen Dank.

von

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Gruß chemweazle,

Zu

Der pH-Wert einer 0,02M Lösung Niacin ist 3,26. Welcher Prozentsatz der Säure ist in dieser Lösung dissoziiert? Wie hoch ist Ks?

Gesucht sind der Dissoziationsgrad, α = [H(+)] / Co, und die Säurekonstante, Ks(HA).

Niacin, auch Nicotinsäure genannt ist eine 1wertige schwache Säure. Diese wird mit HA abgekürzt.

Von den eingewogenen ( 0, 02 mol / l ) Nicotinäuremolekülen pro Volumen, Co(HA), sind ( x mol / l ) in ( x mol / l )A(-)-ionen, die konjugierte Base, und in ( x mol / l ) hydratisierte Protonen, H(+)(aq)-Ionen dissoziiert.

Die Gleichgewichtskonzentration der undissoziierten schwachen Säure, [HA]gl, ist dann Einwaagekonzentration, Co(HA), minus der Hydroniumionenkonzentration oder Einwaagekonzentration minus der A(-)-ionen-Konzentration.

Reaktionsgleichung

HA(aq) ⇌ H(+)(aq) + A(-)(aq)

$$Ks(HA) = \dfrac{[H^{(+)}]\cdot [A^{(-)}]}{[HA]gl} = \dfrac{[H^{(+)}]\cdot [A^{(-)}]}{Co - [H^{(+)}]} = \dfrac{[H^{(+)}]\cdot [A^{(-)}]}{Co - [A^{(-)}]}$$

HAH++A-
[HA]gl = Co - xxx

Substitution Konzentrationsgleichheit der Hydroniumionen und der konjugierten Base (Acetationen)

[H+] = [A-] = x

[HA]gl =Co - [A-] = Co - [H(+)] = Co - x

$$Ks(HA) = \dfrac{x\cdot x}{Co - x} = \dfrac{x^{2}}{Co - x}$$

_____________________________________________________________________

[H(+)] = x = 10-pH * mol / l = 10-3,26 * mol / l ≈ 5,5 * 10-4 mol / l

• Der Dissoziationsgrad &alpha:

$$\alpha = \frac{[H^{(+)}]}{Co} \approx \frac{5,5}{0,02}\cdot 10^{-4} \cdot \frac{mol}{l}\cdot {l}{mol}$$
$$\alpha \approx 275\cdot 10^{-4} = 0,0275 \approx 2,75 \%$$


Es sind 2,75 % der eingewogenen HA-Moleküle dissoziiert.

Gleichgewichtskonzentration an undissoziierterschwacher Säure; Niacin:

$$[HA]_{gl} = Co - x = ( 0,02 - 0,00055 ) \cdot \frac{mol}{l} = 0,01945 \cdot \frac{mol}{l}$$

Säurekonstante:

$$Ks(HA) = \frac{x^{2}}{Co - x} = \frac{5,5^{2}\cdot 10^{-8}}{0,01945}\cdot \dfrac{mol^{2}}{l^{2}}\cdot \frac{l}{mol}$$

Ks(HA) ≈ 1555,27 * 10-8 * mol / l ≈ 1,56 * 10-5 * mol / l

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