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Aufgabenblock — AFB I
Zehn Standardaufgaben zum Reproduzieren: Teilchen einordnen, pH- und pKS-Werte berechnen, Titrationen auswerten — quer durch alle Unterkapitel.
A1
Ampholyte erkennen
AFB IGegeben sind die Teilchen \(\ce{H2O}\), \(\ce{HCO3-}\), \(\ce{NH4+}\), \(\ce{H2PO4-}\), \(\ce{Cl-}\) und \(\ce{HSO4-}\). Geben Sie an, wie viele davon Ampholyte sind, also je nach Reaktionspartner als Säure oder als Base reagieren können.
Ampholyt: Ein Ampholyt braucht beides: ein abgebbares (saures) H-Atom und ein freies Elektronenpaar, das ein Proton aufnehmen kann — so entsteht jeweils ein korrespondierendes Teilchen mit einem H mehr bzw. weniger.
Lösung anzeigen
Ampholyte: \(\ce{H2O}\) (\(\ce{OH-}\)/\(\ce{H3O+}\)), \(\ce{HCO3-}\) (\(\ce{CO3^2-}\)/\(\ce{H2CO3}\)), \(\ce{H2PO4-}\) (\(\ce{HPO4^2-}\)/\(\ce{H3PO4}\)), \(\ce{HSO4-}\) (\(\ce{SO4^2-}\)/\(\ce{H2SO4}\)). \(\ce{NH4+}\) hat kein freies Elektronenpaar mehr (nur Säure), \(\ce{Cl-}\) hat kein H (nur — sehr schwache — Base). = 4
A2
Ionenprodukt nutzen
AFB IIn einer Lösung ist bei \(25\,{}^\circ\mathrm{C}\) \(c(\ce{H3O+})=2{,}5\cdot10^{-4}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\). Berechnen Sie \(c(\ce{OH-})\).
· 10⁻¹¹ mol/L
Ionenprodukt des Wassers: \(K_W=c(\ce{H3O+})\cdot c(\ce{OH-})=1{,}0\cdot10^{-14}\,\mathrm{mol^2\,L^{-2}}\) gilt in jeder wässrigen Lösung bei \(25\,{}^\circ\mathrm{C}\) — nach \(c(\ce{OH-})\) umstellen.
Lösung anzeigen
\(c(\ce{OH-})=\dfrac{1{,}0\cdot10^{-14}}{2{,}5\cdot10^{-4}}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\) = 4,0 · 10⁻¹¹ mol/L (saure Lösung)
A3
pH-Wert aus der Konzentration
AFB IEine Lösung enthält \(c(\ce{H3O+})=4{,}0\cdot10^{-3}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\). Berechnen Sie den pH-Wert (zwei Nachkommastellen).
pH-Wert: \(\mathrm{pH}=-\lg c(\ce{H3O+})\) mit dem Zahlenwert in \(\mathrm{mol\,L^{-1}}\). Rechner: (−) log 4,0 ×10x (−) 3.
Lösung anzeigen
\(\mathrm{pH}=-\lg(4{,}0\cdot10^{-3})\) = 2,40