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
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