Säure-Base

oddbutterfly · Anmeldungsdatum: 18.12.2023 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo,
ich hänge derzeit an einer Aufgabenstellung fest und würde mich über Hilfe sehr freuen.

Aufgabe:
Die pKS-Werte der ersten, zweiten und dritten Dissoziationsstufe der Phosphorsäure
sind pKS1 = 2,16; pKS2 = 7,21; pKS3 = 12,32.
Sie lösen 1 Mol H3PO4 und 3 Mol Na2HPO4 in Wasser und füllen die Lösung in einem Maßkolben zu einem Liter auf.
a) Welche Säure-Base-Reaktion läuft dabei ab? (Reaktionsgleichung)
b) Welchen pH-Wert hat die resultierende Lösung?

ich bedanke mich schonmal für mögliche Hilfestellungen oder dergleichen.

Meine Ideen:
Für a) da bin ich ein wenig verwirrt, was mit dieser Frage gemeint ist. Ich hatte generell begonnen die Reaktion von Phosphorsäure und Dinatriumhydrogenphosphat (entschuldigt, dass die Form natürlich nicht ganz korrekt ist; Es ist schwierig auf meinem Gerät Reaktionsgleichungen zu verfassen):

H3PO4 + Na2HPO4 --> Na(H2PO4) + H2PO4^-

abgesehen davon, würde mir sonst nur die generellen Dissoziationsgleichungen einfallen von Phosphorsäure bzw. Dinatriumhydrogenphosphat mit Wasser

für b) die Mol sind ja gegeben in der Aufgabenstellung. Ich würde davon ausgehen, dass dies die Stoffmengen sind. Ich könnte so, die Konzentrationen jeweils berechenen.
Doch dann würde ich festhängen. Soll ich den pH der verschiednen Dissoziationsstufen berechnen?

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6443 Wohnort: Berlin

Deine Gleichung ist nicht bilanziert. Rechts negative Ladung links nicht.

Die Basis Reaktion ist

H3PO4 + Na2HPO4 => 2 NaH2PO4

Natrium und Wasserstoff tauschen die Plätze.

Von den 3 Mol Na2HPO4 hat eines mit dem 1 mol H3PO4 reagiert. Es verbleiben 2 mol Na2HPO4 und 2 mol NaH2PO4 haben sich gebildet.

Den pH Wert mit dem richtigen pKs und der Henderson Hasselbalch Gleichung berechnen.
Na was kommt raus?

chemistree · Gast

Also wenn ich es dann so berechne mit Henderson-Hasselbalch:

dann würde ich die Stoffmengenkonzentrationen aus den Stoffmengen und dem Gesamtvolumen (1 L) nutzen.
Beim pKs bin ich mir unsicher,welches genutzt werden sollte. Ich würde den ersten pKs-Wert nicht verwenden (weil es unterhalb von 3,5 ist, und es wäre ja dann starke Säure-Berechnung).

Also für den zweiten gegeben Wert wäre es dann:
pH = 7,21 + lg [2/1] = 7,51

Ich weiß nicht, ob es soweit stimmt, oder ob ich etwas übersehen habe

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6443 Wohnort: Berlin

Nein wieviel mol Na2HPO4 und wieviel mol NaH2PO4 sind am Ende vorhanden 2/1 ist falsch.

AC-Gast · Gast

Durch die Reaktion von Phosphorsäure mit Hydrogephosphat erhältm an hier einen Puffer,wo Dihydrogenphosphat die Säure( -> c[HA]),darstellt,daher den pKs2-wert verwenden(richtig).
zum Verhältnis A-/HA siehe Nobby.

AC-Gast.[/code]

chemistree1 · Gast

oh verzeihung, ich hatte ein Missverstädnis. Bezüglich des Puffers wird dann das Verhältnis von [Na(H2PO4) / Na2HPO4] betrachtet.
ich war verwirrt mit der Phosphorsäure bezüglich des Verhältnisses.

Wie Nobby es gesagt hat: es verbleiben ja dann je 2 mol dieser, wenn 3 Na2HPO4 mit 1 H3PO4 reagiert
Für Na(H2PO4) wäre es dann: 2*2 = 4 mol (aufgrund stöchiometrischer Faktor 2 in Reaktionsgleichung)

chemistree1 · Gast

oh verzeihung, ich hatte ein Missverstädnis. Bezüglich des Puffers wird dann das Verhältnis von [Na(H2PO4) / Na2HPO4] betrachtet.
ich war verwirrt mit der Phosphorsäure bezüglich des Verhältnisses.

Wie Nobby es gesagt hat: es verbleiben ja dann je 2 mol dieser, wenn 3 Na2HPO4 mit 1 H3PO4 reagiert
Für Na(H2PO4) wäre es dann: 2*2 = 4 mol (aufgrund stöchiometrischer Faktor 2 in Reaktionsgleichung)

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6443 Wohnort: Berlin

In der Aufgabe steht 1 H3PO4 und 3 Na2HPO4 und nicht umgekehrt. Es verbleibt keine Phosphorsäure.

Deine Berechnung kann ich nicht nachvollziehen.

AC-Gast · Gast

Reaktionsgleichung aufstellen:
1 H3PO4 + 1 Na2HPO4 -> 2 NaH2PO4
Da somit ein Na2HPO4 vebraucht wurde,verbleiben von den 3 nur noch 2.
Damit hat man ein Säure/konjugierte Base Verhältnis von 1:1 .
Für solche Puufer gilt pH = pKs (erklärt sich über die Logarithmus-Regeln).

AC-Gast,

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6443 Wohnort: Berlin

Das sollte eigentlich der TES beantworten