Säure/Base, pH-Wert, Redox < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:27 So 29.01.2006 | | Autor: | Molch |
Hallo!
Ich beschäftige mich derzeit mit einigen Fragen und Aufgabenstellungen, deren Lösung sich als unerhofft kompliziert herausstellt. Ich wäre deshalb für Tipps sehr dankbar.
1. Berechnen Sie den pH-Wert einer KCN-Lösung der Konzentration [mm] 10^{-3} [/mm] mol/l. Für HCN ist [mm] pK_{s}=9,2.
[/mm]
Meiner Überlegung nach entstehen aus KCN folgende Ionen, von denen [mm] CN^{-} [/mm] mit Wasser reagiert:
KCN [mm] \to K^{+} [/mm] + [mm] CN^{-}
[/mm]
[mm] CN^{-} [/mm] + [mm] H_{2}O \to [/mm] HCN + [mm] OH^{-}
[/mm]
Nun ist die Konzentration der KCN-Lösung gleich der Konzentration von HCN, also gilt:
[mm] pH=\bruch{1}{2}(pK_{s}-lg(10^{-3}))=6,1
[/mm]
Stimmt dies?
2. Berechnen Sie den pH-Wert einer 0,1mol/l [mm] NH_{3} [/mm] Lösung [mm] (pK_{B}=4,75)!
[/mm]
[mm] NH_{3}+H_{2}O \to NH_{4}^{+} [/mm] + [mm] OH^{-}
[/mm]
[mm] pH=14-pOH=14-\bruch{1}{2}(pK_{B}-lg(0,1))=11,125
[/mm]
Woher weiß man, ob Ammoniak mit [mm] H_{2}O [/mm] oder mit [mm] H_{3}O^{+} [/mm] reagiert? Es wäre ja in beiden Fällen die Base.
3. Zu einer Lösung, die [mm] Fe^{2+} [/mm] und [mm] Sn^{2+} [/mm] enthält, wird ein Tropfen [mm] KMnO_{4} [/mm] zugesetzt. Welche Reaktion läuft ab?
[mm] (Sn^{2+} [/mm] / [mm] Sn^{4+}: E^{0}=0,15V; Fe^{2+} [/mm] / [mm] Fe^{3+}: E^{0}=0,77V; Mn^{2+} [/mm] / [mm] MnO_{4}^{-}: E^{0}=1,51V)
[/mm]
Ich würde argumentieren, dass Sn auf Grund des niedrigeren Standardpotentials unedler ist, somit oxidiert wird, während Manganoxid hingegen diese Elektronen aufnimmt (als edelstes Metall) und zu [mm] Mn^{2+} [/mm] reduziert wird, mit folgenden Gleichungen:
[mm] MnO_{4}^{-} [/mm] + [mm] 5e^{-} \to Mn^{2+}
[/mm]
[mm] Sn^{2+} \to Sn^{4+} +2e^{-}
[/mm]
Woraus dann resultiert:
[mm] 2MnO_{4}^{-} [/mm] + 5 [mm] Sn^{2+} \to 2Mn^{2+} [/mm] + [mm] 5Sn^{4+}
[/mm]
4. Iodid [mm] I^{-} [/mm] reagiert mit Chromat [mm] CrO_{4}^{2-} [/mm] in saurer wässriger Lösung zu Iod [mm] I_{2} [/mm] und [mm] Cr^{3+}.
[/mm]
Formulieren Sie die Teilgleichungen, die Gesamtgleichung und kennzeichnen Sie Oxidations- und Reduktionsmittel.
Meine Überlegungen:
Ox.: [mm] 2I^{-} \to I_{2} [/mm] + [mm] 2e^{-}
[/mm]
Red.: [mm] CrO_{4}^{2-} [/mm] + [mm] 3e^{-} [/mm] + [mm] 8H_{3}O^{+} \to Cr^{3+} [/mm] + [mm] 10H_{2}O
[/mm]
Gesamtgl.: [mm] 6I^{-}+2CrO_{4}^{2-} [/mm] + 16 [mm] H_{3}O^{+} \to 3I_{2} [/mm] + [mm] 2Cr^{3+} [/mm] + [mm] 20H_{2}O
[/mm]
Oxidationsmittel = Chromat
Reduktionsmittel = Iodid
Und als abschließende Frage: Woran erkennt man denn genau ob es sich um Arrhenius oder Bronsted-Säuren / Basen handelt. Die Definitionen sind mir bekannt doch die Unterscheidung scheint oft sehr verschwommen zu sein?
Ich bin für jeden Hinweis, der der Berichtigung dient dankbar!
Gruß, Molch
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Hallo,
> Hallo!
>
> Ich beschäftige mich derzeit mit einigen Fragen und
> Aufgabenstellungen, deren Lösung sich als unerhofft
> kompliziert herausstellt. Ich wäre deshalb für Tipps sehr
> dankbar.
>
> 1. Berechnen Sie den pH-Wert einer KCN-Lösung der
> Konzentration [mm]10^{-3}[/mm] mol/l. Für HCN ist [mm]pK_{s}=9,2.[/mm]
>
> Meiner Überlegung nach entstehen aus KCN folgende Ionen,
> von denen [mm]CN^{-}[/mm] mit Wasser reagiert:
>
> KCN [mm]\to K^{+}[/mm] + [mm]CN^{-}[/mm]
> [mm]CN^{-}[/mm] + [mm]H_{2}O \to[/mm] HCN + [mm]OH^{-}[/mm]
>
> Nun ist die Konzentration der KCN-Lösung gleich der
> Konzentration von HCN, also gilt:
>
> [mm]pH=\bruch{1}{2}(pK_{s}-lg(10^{-3}))=6,1[/mm]
>
> Stimmt dies?
Ja das stimmt. ![[daumenhoch]](/images/smileys/daumenhoch.gif "[daumenhoch]")
>
> 2. Berechnen Sie den pH-Wert einer 0,1mol/l [mm]NH_{3}[/mm] Lösung
> [mm](pK_{B}=4,75)![/mm]
>
> [mm]NH_{3}+H_{2}O \to NH_{4}^{+}[/mm] + [mm]OH^{-}[/mm]
>
> [mm]pH=14-pOH=14-\bruch{1}{2}(pK_{B}-lg(0,1))=11,125[/mm]
>
> Woher weiß man, ob Ammoniak mit [mm]H_{2}O[/mm] oder mit [mm]H_{3}O^{+}[/mm]
> reagiert? Es wäre ja in beiden Fällen die Base.
[mm] NH_{3} [/mm] an sich ist doch ein Gas und liegt in lösung dissoziiert vor. Das ist ne Gleichgewichtsrekation. Das GGW liegt allerdings ziemlich weit rechts.
>
> 3. Zu einer Lösung, die [mm]Fe^{2+}[/mm] und [mm]Sn^{2+}[/mm] enthält, wird
> ein Tropfen [mm]KMnO_{4}[/mm] zugesetzt. Welche Reaktion läuft ab?
> [mm](Sn^{2+}[/mm] / [mm]Sn^{4+}: E^{0}=0,15V; Fe^{2+}[/mm] / [mm]Fe^{3+}: E^{0}=0,77V; Mn^{2+}[/mm]
> / [mm]MnO_{4}^{-}: E^{0}=1,51V)[/mm]
>
> Ich würde argumentieren, dass Sn auf Grund des niedrigeren
> Standardpotentials unedler ist, somit oxidiert wird,
> während Manganoxid hingegen diese Elektronen aufnimmt (als
> edelstes Metall) und zu [mm]Mn^{2+}[/mm] reduziert wird, mit
> folgenden Gleichungen:
>
> [mm]MnO_{4}^{-}[/mm] + [mm]5e^{-} \to Mn^{2+}[/mm]
> [mm]Sn^{2+} \to Sn^{4+} +2e^{-}[/mm]
>
> Woraus dann resultiert:
>
> [mm]2MnO_{4}^{-}[/mm] + 5 [mm]Sn^{2+} \to 2Mn^{2+}[/mm] + [mm]5Sn^{4+}[/mm]
Ja das stimmt.
>
> 4. Iodid [mm]I^{-}[/mm] reagiert mit Chromat [mm]CrO_{4}^{2-}[/mm] in saurer
> wässriger Lösung zu Iod [mm]I_{2}[/mm] und [mm]Cr^{3+}.[/mm]
> Formulieren Sie die Teilgleichungen, die Gesamtgleichung
> und kennzeichnen Sie Oxidations- und Reduktionsmittel.
>
> Meine Überlegungen:
>
> Ox.: [mm]2I^{-} \to I_{2}[/mm] + [mm]2e^{-}[/mm]
> Red.: [mm]CrO_{4}^{2-}[/mm] + [mm]3e^{-}[/mm] + [mm]8H_{3}O^{+} \to Cr^{3+}[/mm] +
> [mm]10H_{2}O[/mm]
>
> Gesamtgl.: [mm]6I^{-}+2CrO_{4}^{2-}[/mm] + 16 [mm]H_{3}O^{+} \to 3I_{2}[/mm]
> + [mm]2Cr^{3+}[/mm] + [mm]20H_{2}O[/mm]
>
> Oxidationsmittel = Chromat
> Reduktionsmittel = Iodid
Ja das stimmt auch.
>
> Und als abschließende Frage: Woran erkennt man denn genau
> ob es sich um Arrhenius oder Bronsted-Säuren / Basen
> handelt. Die Definitionen sind mir bekannt doch die
> Unterscheidung scheint oft sehr verschwommen zu sein?
Frage dich doch mal, ob [mm] H_{3}O^{+} [/mm] nach Arrhenius auch eine Säure wäre!
>
> Ich bin für jeden Hinweis, der der Berichtigung dient
> dankbar!
>
> Gruß, Molch
VG Daniel
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:23 So 29.01.2006 | | Autor: | Molch |
Hallo und danke erst einmal für die Antworten!
Die Definition, die ich kenne lautet, dass Wasserstoffverbindungen, die bei Dissoziation [mm] H^{+}-Ionen [/mm] bilden Arrhenius-Säuren sind.
Ist dies denn nicht auch bei [mm] H_{3}O^{+} [/mm] der Fall?
[mm] H_{3}O^{+} \gdw H_{2}O [/mm] + [mm] H^{+}
[/mm]
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Hallo,
na ja das stimmt schon, aber diese Reaktion läuft in der Praxis nicht ab! Das GGW liegt zu 99% auf der linken Seite!
VG Daniel
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Hi, Molch,
> Die Definition, die ich kenne lautet, dass
> Wasserstoffverbindungen, die bei Dissoziation [mm]H^{+}-Ionen[/mm]
> bilden Arrhenius-Säuren sind.
>
> Ist dies denn nicht auch bei [mm]H_{3}O^{+}[/mm] der Fall?
>
> [mm]H_{3}O^{+} \gdw H_{2}O[/mm] + [mm]H^{+}[/mm]
Du sagst sehr richtig, dass Arrhenius von WasserstoffVERBINDUNGEN spricht! Eine Verbindung, die [mm] H_{3}O^{+} [/mm] enthält, gibt es aber nicht! Dieses Ion bildet sich ja genau bei der Abspaltung eines Protons aus einer Arrhenius-Säure in Wasser! (Die Arrhenius-Definition ist an Wasser als Lösungsmittel gebunden!)
Das Ion [mm] H_{3}O^{+} [/mm] als solches kann demnach keine Arrhenius-Säure sein! (Brönsted: ja. Arrhenius: nein.)
mfG!
Zwerglein
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 19:47 Di 31.01.2006 | | Autor: | Molch |
Achso, alles klar!
Vielen Dank für die Hilfe!
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