Allgemeine Chemie AC I - Übung 6

Allgemeine Chemie AC I - Übung 6
Autor: Alex Lauber
29.10.2010
Aufgabe 1: Starke/Schwache Säuren und Basen
a) Berechnen Sie den pH der folgenden Lösungen (0.1 M, aq). Erklären Sie die jeweiligen pH - Unterschiede.
Die zugehörigen pKa - Konstanten können Sie in Tabellenwerken nachschlagen (zBsp.
in Handbook of Chemistry and Physics).
i) HF HCl HBr HI
ii) CH3COOH (abgekürzt: HOAc) HCOOH
b) Berechnen Sie den pH einer LiOH-Lösung (10 mM, aq) mit pKb = −0.4.
c) Berechnen Sie den pH einer Mischung von
i) NaCl (2 g) und H3CNH2 (2 g) in H2O (250 ml) mit pKb,3HCNH2 =3.3.
ii) NaOH (2 g) und H2SO4 (2 g) in H2O (250 ml) (nehmen Sie an, dass beide H + von H2SO4
vollständig dissoziieren).
Aufgabe 2: Lösungsmittelabhängigkeit des pKa einer Säure
Der pKa einer Substanz ist Lösungsmittel-spezifisch denn nicht nur muss die Säure formell H +
abgeben können, sondern auch das Lösungsmittel muss dieses aufnehmen können. Diese Wechselwirkung
soll Ihnen anhand eines fiktiven Szenarios vorgestellt werden. Wir betrachten vorerst die
Dissoziation von HN3 in H2O.
a) Formulieren Sie die zugehörige Reaktionsgleichung.
b) Der pKa von HN3 ist gegeben als pKa =4.7. Berechnen sie die Masse an HN3 die nötig ist um
eine Lösung (2.5 l, aq) herzustellen die pH = 2 aufweist.
c) Berechnen sie den Dissoziationsgrad α der Säure in der hergestellten Lösung.
d) Leider ist Ihr Vorrat an HN3 gerade zugrunde gegangen und Sie besitzen nicht die unter 2b)
berechnete Menge. Als schlaue/er ChemikerIn wechseln Sie jedoch einfach das Lösungsmittel
und nehmen anstatt H2O ein alternatives Medium. Der Dissoziationsgrad wäre im neuen Solvens
αneu =0.2. Welche Menge HN3 brauchen Sie nun um den gleichen pH zu erzeugen?
e) Bestimmen sie den pKa von HN3 im neuen Lösungsmittel.
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Aufgabe 3: Acetatpuffer
Puffer besitzen eine wichtige Rolle in der Chemie und Biologie. Die Wirkungsweise soll Ihnen anhand
eines einfachen Puffer-Systems näher gebracht werden.
a) Berechnen Sie das Konzentrationsverhältnis von HOAc und NaOAc das für die Herstellung von
einer bei pH = 5.3 puffernden Lösung (1.5 l, aq) gebraucht wird.
b) Um Ihren Puffer zu testen geben Sie eine HCl-Lösung zu. Formulieren Sie die zugehörige Reaktion
und leiten Sie einen analytischen Ausdruck her, der die Änderung des pH beschreibt.
c) Sie geben NaH zur Puffer-Lösung zu. Formulieren Sie die zugehörige Reaktion und leiten Sie
widerum einen analytischen Ausdruck her, der die Änderung des pH beschreibt.
Aufgabe 4: Prüfugsaufgabe Herbst 2006
Sie titrieren eine Benzoesäure-Lösung (0.01M, 10 ml, aq) mit einer NaOH-Lösung (0.01M, aq).
Der pKa-Wert von Benzoesäure ist pKa = 4.20. Welchen Wert hat der pH unter den folgenden
Bedingungen:
a) am Anfang?
b) nach Zugabe von 5 ml Titrisol?
c) nach Zugabe von 10 ml Titrisol? pH > 7 pH = 7 pH < 7 (Antwort wählen)
d) Skizzieren Sie qualitativ den pH-Verlauf als Funktion des zugegeben Volumens an NaOH-Lösung.
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