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pH-Werte berechnen

Starke und schwache Säuren und Basen, Näherung und exakte Lösung — 30 Übungen, bis jede Rechnung sitzt.

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Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.

A1
Blausäure in Bittermandeln
AFB II

Eine Blausäure-Lösung (HCN) hat \(c_0 = 0{,}050\) mol/L, pKs = 9,21. Ermitteln Sie den pH-Wert und den Protolysegrad.

Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. lg c₀ =
  2. pH =
  3. α = %
pH = ½(9,21 + 1,30) = 5,26; c(H₃O⁺) = 5,6 · 10⁻⁶ mol/L; α = 5,6 · 10⁻⁶ / 0,050 = 0,011 %. Die Näherung ist damit bestens erfüllt. Fehlerquelle: lg c₀ mit falschem Vorzeichen einsetzen.
Ansatz: pH = ½(pKs − lg c₀), lg c₀ ist negativ.
Weiter: α = 10^(−pH) mol/L : c₀.
A2
Trickaufgabe: Salzsäure mit pH 8?
AFB III

Salzsäure wird auf \(c_0 = 1{,}0 \cdot 10^{-8}\) mol/L verdünnt. Wenden Sie das Ionenprodukt des Wassers an und berechnen Sie den pH-Wert (25 °C).

Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Nicht 8! Die Autoprotolyse liefert mehr H₃O⁺ als die Säure. Ansatz: c(H₃O⁺) = c₀ + c(OH⁻) und c(OH⁻) = Kw / c(H₃O⁺) → x² − 10⁻⁸ x − 10⁻¹⁴ = 0 → x = 1,05 · 10⁻⁷ mol/L, pH = 6,98.
Ansatz: Eine Säure kann nie alkalisch werden.
Weiter: Ladungsbilanz: c(H₃O⁺) = c(Cl⁻) + c(OH⁻).
A3
Der Lösungsweg
AFB II

Stellen Sie den Lösungsweg für den pH-Wert einer schwachen Säure in der richtigen Reihenfolge dar.

Ziehen Sie die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Protolysegleichung aufstellen
2Ks-Ausdruck notieren
3c(A⁻) = c(H₃O⁺) setzen
4c(HA) ≈ c₀ annehmen
5c(H₃O⁺) = √(Ks · c₀) berechnen
6pH = −lg c(H₃O⁺) bilden
7α berechnen und Annahme prüfen
Die Prüfung von α gehört ans Ende — erst dann weiß man, ob die Annahme c(HA) ≈ c₀ gerechtfertigt war.
Ansatz: Vom Gleichgewicht zur Formel.
Weiter: Die Kontrolle kommt zuletzt.