| Welchen pH-Wert hat eine
Ammoniumchlorid-Lösung NH4Cl(aq) mit c0(NH4+)
= 0,3 mol/l?
Lösung:
1. Erster Schritt ist die vollständige Dissoziation des
Salzes in Wasser:
NH4Cl(s) + H2O(l) <====>
NH4+(aq) + Cl-(aq)
2. Danach folgt die Protolyse-Reaktion: Reaktion der
beteiligten Ionen mit Wasser unter Verschiebung der
Ionengleichgewichte des Wassers:
a) Cl-(aq) + H2O(l) : keine Reaktion; da Cl-(aq)
die konjugierte Base der sehr starken Säure HCl(aq) ist, reagiert
sie als sehr schwache Base nicht mit dem Wasser, hat also keinen
Einfluss auf die Verschiebung des Autoprotolyse-Gleichgewichts.
b) NH4+(aq) + H2O(l) <====>
NH3(aq) + H3O+(aq) :
Das Ammonium-Ion reagiert mit dem Wasser unter Ausbildung von
hydratisiertem Ammonium- und Hydronium-Ionen. Die Reaktion verschiebt
also das Autoprotolyse-Gleichgewicht unter Ausbildung zusätzlicher
Hydronium-Ionen, die Lösung muss also sauer reagieren, was sie
erfahrungsgemäß auch tut.
3. Fallbestimmung: pKs(NH4+)
= 9,24; also ist das Ammonium-Ion eine schwache Säure.
Somit gilt:c(NH4+) = c0(NH4+)
= 0,3 mol/l
4. Formulierung des MWG und Aufstellung von Ks:
Ks = c(NH3) * c(H3O+)
c(NH4+)
Da für jedes Mol NH3(aq) oder Bruchteile davon ebenso
viel H3O+(aq) entsteht, kann gesetzt werden: x
= c(NH3) = c(H3O+).
Somit wird der MWG-Term zu: Ks = ( x * x ) / c(NH4+)
<==> Ks * c(NH4+) = x2
x = ((Ks * c(NH4+))1/2
; x = 1,31*10-5 mol/l = c(H3O+)
5. Anwendung der pH-Definition: pH = -log c(H3O+);
pH = 4,88;
6. Ergebnisformulierung: Eine Ammoniumchlorid-Lösung der
Konzentration c(NH4CL) = 0,3 mol/l hat einen pH-Wert von
4,88.
entnommen aus Tausch/v. Wachtendonk: Chemie SII, S. 131: Aufgaben
A131.1 c.
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