pH-Wert berechnen - einfach erklärt

Summary

In diesem Video wird der pH-Wert erklärt, der Aufschluss über den Säure- oder Basengehalt einer Lösung gibt. Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Konzentration der Oxoniumionen (H3O+). Der Prozess der Berechnung des pH-Werts anhand von Konzentrationen wird erläutert, ebenso wie die Unterschiede zwischen starken und schwachen Säuren. Besonders bei schwachen Säuren wird der pH-Wert mit Hilfe des pKs-Werts und der Säurekonzentration berechnet. Ein praktisches Beispiel zur Berechnung des pH-Werts von Essigsäure rundet das Video ab.

Takeaways

• 😀 Der pH-Wert zeigt an, ob eine Lösung sauer, basisch oder neutral ist. Ein pH von 7 bedeutet neutral.
• 😀 Ist der pH-Wert kleiner als 7, liegt eine saure Lösung vor. Ein pH-Wert über 7 zeigt eine basische Lösung an.
• 😀 Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Konzentration von Oxoniumionen (H₃O⁺).
• 😀 Eine pH-Konzentration von 3 bedeutet eine H₃O⁺-Konzentration von 10⁻³ mol/L, und ein pH von 8 entspricht 10⁻⁸ mol/L.
• 😀 Zur Berechnung des pH-Werts kann man die Formel pH = -log([H₃O⁺]) verwenden.
• 😀 Bei einer Konzentration von H₃O⁺ = 0,01 mol/L ergibt sich der pH-Wert zu 2.
• 😀 Eine Konzentration von H₃O⁺ = 0,6 mol/L ergibt mit dem Taschenrechner den pH-Wert von etwa 0,22.
• 😀 Bei starken Säuren ist die H₃O⁺-Konzentration gleich der Säurekonzentration, da diese fast vollständig dissoziieren.
• 😀 Schwefelsäure (H₂SO₄) gibt zwei H⁺-Ionen ab, wodurch die H₃O⁺-Konzentration doppelt so hoch ist wie die Säurekonzentration.
• 😀 Bei schwachen oder mittelstarken Säuren muss der pKs-Wert berücksichtigt werden, um die H₃O⁺-Konzentration zu berechnen.
• 😀 Ein Beispiel zur Berechnung des pH-Werts einer Essigsäurelösung mit einer Konzentration von 0,0001 mol/L und einem pKs von 4,75 ergibt einen pH-Wert von 4,4.

Q & A

Was zeigt der pH-Wert einer wässrigen Lösung an?

Der pH-Wert zeigt an, ob eine wässrige Lösung sauer, basisch oder neutral ist. Ein pH-Wert von 7 bedeutet neutral, ein pH-Wert kleiner als 7 bedeutet sauer, und ein pH-Wert größer als 7 bedeutet basisch.

Wie berechnet man den pH-Wert mathematisch?

Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Konzentration der Oxoniumionen (H3O+) in der Lösung: pH = -log[H3O+].

Wie kann man den pH-Wert einer Lösung berechnen, wenn die Konzentration der H3O+-Ionen bekannt ist?

Man berechnet den pH-Wert, indem man den Logarithmus der Konzentration der H3O+-Ionen nimmt und das Ergebnis mit -1 multipliziert: pH = -log[H3O+].

Wie ist die Konzentration von H3O+ bei einem pH-Wert von 3?

Bei einem pH-Wert von 3 beträgt die Konzentration der H3O+-Ionen 10^-3 mol/L.

Was passiert mit der Konzentration der H3O+-Ionen bei einer starken Säure?

Bei einer starken Säure ist die Konzentration der H3O+-Ionen gleich der Konzentration der Säure, da starke Säuren fast vollständig in H3O+ und Anion dissoziieren.

Warum ist die Konzentration der H3O+-Ionen bei Schwefelsäure doppelt so hoch?

Weil Schwefelsäure (H2SO4) zwei H+-Ionen pro Molekül abgibt, ist die Konzentration der H3O+-Ionen doppelt so hoch wie die Konzentration der Schwefelsäure.

Was ist der Unterschied zwischen einer starken und einer schwachen Säure bezüglich der Dissoziation?

Starke Säuren dissoziieren vollständig in Wasser, während schwache oder mittelstarke Säuren nur teilweise dissoziieren, wobei viele Moleküle undissoziiert in der Lösung vorliegen.

Wie berechnet man den pH-Wert einer Lösung einer schwachen Säure?

Man berechnet den pH-Wert einer schwachen Säure mithilfe des pKs-Wertes und der Konzentration der Säure mit der Formel: pH = ½ * pKs - log[c(HA)].

Was ist die Formel für den Ks-Wert einer Säure?

Die Formel für den Ks-Wert lautet: Ks = ([H3O+] * [A-]) / [HA], wobei [H3O+] und [A-] die Konzentrationen der Oxoniumionen und der konjugierten Base und [HA] die Konzentration der undissoziierten Säure sind.

Wie berechnet man die Konzentration von H3O+ aus dem Ks-Wert und der Säurekonzentration?

Man berechnet die Konzentration von H3O+ durch die Formel: [H3O+] = √(Ks * c(HA)).