Übungsaufgaben – Säure-Base-Reaktionen und Berechnung des pH-Wertes

Aufgaben: Säure-Base-Reaktionen und Berechnung des pH-Wertes

Sie benötigen das Periodensystem der Elemente!

  1. Geben sie für die Lösung von Fluorwasserstoff in Wasser die Reaktionsgleichung an. Geben Sie den Protonendonator und den Protonenakzeptor an. Benennen Sie die Säure/Base-Paare.
  1. Geben Sie für die Lösung von Kaliumhydroxid in Wasser die Reaktionsgleichung an. Geben Sie den Protonendonator und den Protonenakzeptor an. (Ionenschreibweise hilfreich!) Benennen Sie die Säure/Base-Paare.
  1. Schwefelige Säure reagiert in zwei Schritten mit Wasser. Gib für beide nacheinander ablaufenden S/B-Reaktionen die Reaktionsgleichungen an und benenne jeweils die korrespondierenden Säure/Base-Paare! Unterstreiche alle Ampholyten!
  1. Berechnen Sie den pH-Wert einer sauren und einer basischen Lösung mit der Konzentration von 0,001 mol/l. Geben Sie den pH-Wert der Lösung nach einer 100fachen Verdünnung an.
  1. Stellen Sie die Reaktionsgleichung für die Neutralisationsreaktion von Natriumhydroxid-Lösung mit Phosphorsäure-Lösung auf. (Achtung: Ionenschreibweise!)

Lösungen

Bildung einer sauren Lösung:

\(HF+H_2O\rightarrow H_3O^++F^-\)    (aq)

Protonendonator: \(HF\), gibt Protonen ab

Protonenakzeptor: \(H_2O\), nimmt Protonen auf

Säure/Base-Paare: \(HF\) / \(F^-\), \(H_3O^+\) / \(H_2O\)

Bildung einer alkalischen Lösung:

\(KOH+H_2O\rightarrow OH^-+K^++H_2O\)

Protonendonator: \(H_2O\), gibt 1 Proton ab

Protonenakzeptor: \(OH^-\) (von \(KOH\)), nimmt 1 Proton auf

Säure/Base-Paare: \(H_2O\) / \(OH^-\), \(H_2O\) / \(OH^-\)

Protolyse von Schwefelsäure in Wasser:

\(H_2SO_3+H_2O\rightarrow HSO_3^-+H_3O^+\)           S/B-Paare: \(H_2SO_3\) / \(HSO_3^-\), \(H_3O^+\) / \(H_2O\)

\(HSO_3^-+H_2O\rightarrow SO_3^{2-}+H_3O^+\)              S/B-Paare: \(HSO_3^-\) / \(SO_3^{2-}\), \(H_3O^+\) / \(H_2O\)

Berechnung des pH-Wertes:

saure Lösung:

c(\(H_3O^+\)) = 0,001 mol/l  entspricht einem pH-Wert von 3

100fache Verdünnung: c(\(H_3O^+\)) = 0,00001 mol/l entspricht einem pH-Wert von 5

alkalische Lösung:

c(\(OH^-\)) = 0,1 mol/l entspricht einem pH-Wert von 13

100fache Verdünnung: c(\(OH^-\)) = 0,001 mol/l entspricht einem pH-Wert von 11

Neutralisationsreaktion:

Gesamtgleichung: \(3NaOH+H_3PO_4\rightarrow Na_3PO_4+2H_2O\)

Ionenschreibweise: \(3Na^++3OH^-+3H_3O^++PO_4^{3-}\rightarrow3Na^++PO_4^{3-}+6H_2O\)

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