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pH pOH und Ionisation von Wasser


pH pOH und Ionisation von Wasser

Ionisation von Wasser


Wasser ionisieren wie unten angegeben;

H2O(l) → H+(aq) + OH-(aq)

In reinem Wasser sind die H+ und OH- ionenkonzentrationen gleich und haben bei 25 oC eine Konzentration von 1x10-7 M. Da die Ionenkonzentration in reinem Wasser zu niedrig ist, handelt es sich um einen schlechten elektrischen Leiter.

Wie im Fall von reinem Wasser werden Medien mit einer [H+]=[OH-] Konzentration als neutrale medien bezeichnet. In Wasserlösungen ist die Multiplikation von [H+] und [OH-] konstant und bei 25 oC 1x10-14. Diese Zahl wird auch Ionisations konstante von reinem Wasser genannt.

Wenn Säure zu reinem Wasser gegeben wird;

[H+]>1x10-7 M und [OH-]<1x10-7

Wenn Base zu reinem Wasser gegeben wird;

[OH-]>1x10-7 M und [H+]<1x10-7

Zusammenfassend können wir das sagen;

  • Wenn Konzentration von [H+] = [OH-]=10-7M, dann ist die lösung neutral.
  • Wenn Konzentration von [H+] > [OH-] oder [H+]>10-7M und [OH-]<10-7 M, dann ist die lösung sauer.
  • Wenn Konzentration von [OH-]>[H+] oder [H+]<10-7M und [OH-]>10-7 M, dann ist die lösung basische
Beispiel: HCl mit einem Volumen von 224 cm3 wird unter Standardbedingungen mit reinem Wasser gemischt und bildet 1L lösung. Welche der folgenden Aussagen gelten für diese Lösung?

I.
Die Konzentration der Lösung beträgt 10-2 Mol.

II.
Die Konzentration des H+ ions beträgt 10-2 molar.

III.
Die Konzentration des OH- ions beträgt 10-12 Mol.

Lösung:

Wir finden Mol HCl gas unter Standardbedingungen.

1 Mol Gas hat ein Volumen von 22,4 l und 1 l = 1000 cm³

nHCl=224/22400=0,01 mol

Die Molarität der HCl lösung ist;

[HCl]=0,01/1=0,01 M oder [HCl]=10-2 M I ist wahr

Da HCl eine starke Säure ist, wird es in Lösung vollständig ionisiert. Somit ist die Konzentration an H+ ionen gleich der Konzentration an HCl. II ist wahr.

[H+].[OH-]=10-14

10-2.[OH-]=10-14

[OH-]=10-12 Molar III ist wahr.

pH und pOH

In flüssigen Lösungen werden zur Konzentrationsbestimmung von H+ und OH- ionen pH und pOH konzepte verwendet. Wir können pH und pOH in Bezug auf die Konzentration als anzeigen;

pH=-log[H+]

und

pOH=-log[OH-]

Lösung mit einer molaren Konzentration von H+ =10-2 M hat einen pH wert von 2 und Lösung mit einer molaren Konzentration von OH-=10-5 hat einen pOH wert von 5. Sich an logarithmische Berechnungen zu erinnern;

[H+].[OH-]=10-14 log dieser Gleichung;

log[H+] + log[OH-]=-14

-log[H+] - log[OH-]=14

pH + pOH = 14

In sauren Lösungen [H+]>10-7 oder pH <7

In basischen Lösungen [H+] <10-7 oder pH> 7
  • Wenn 7> pH> 0 saure Lösung
  • Wenn 14> pH> 7 basische Lösung
  • Bei pH = 7 neutrale Lösung
Das Bild unten fasst zusammen, was wir oben zu erklären versuchen.




Beispiel: Welche der folgenden Aussagen gelten für Wasserlösungen?
I. Wenn pH = pOH = 7 ist, ist die Lösung neutral

II. If [H+]>10-7 dann pH<7

III. If [OH-]>[H+] dann pH<7

Solution:

I ist wahr, pH=pOH=7

If [H+]>10-7 M dann pH<7 II ist wahr

If [OH-]>[H+] dann pH>7 III ist falsch.


Säuren und Basen Prüfungen und Problemlösungen


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