pH nach Säure-Zugabe (H₂SO₄ und HCl)

Aufgabe 1

Welchen pH-Wert hat eine 1.2 mM Schwefelsäure (H₂SO₄) bei 25?  Wie groß ist die zugehörige Hydrogensulfat-Konzentration?

Antwort

Man beginnt mit reinem Wasser (Taste H2O), danach Taste Reac und Eingabe von 1.2 mmol/L H₂SO₄. Mit Start beginnt die Rechnung. Das Ergebnis wird sofort angezeigt (siehe Bild rechts):

pH = 2.68

Sulfat und Hydrogensulfat. Schwefelsäure ist eine 2-protonige Säure, welche nacheinander zwei H⁺-Ionen im Wasser abgibt. Der erste Dissoziationsschritt läuft vollständig ab (starke Säure), so dass in der Lösung kein undissoziertes H₂SO₄ verbleibt. Der zweite Dissoziationsschritt hingegen ist unvollständig und hinterlässt undissoziertes Hydrogensulfat:

Hydrogensulfat	HSO4-	0.174 mM
Sulfat	SO4-2	1.026 mM

Die Summe beider Werte ergibt 1.2 mM, welches exakt unserer Ausgangskonzentration an H₂SO₄ entspricht.

[Man findet die berechneten Werte für Sulfat und Hydrogensulfat in der Ergebnistabelle Ionen von aqion. Dort sind die Gleichgewichtskonzentrationen aller aquatischen Spezies gelistet.]

Mehr zur Berechnung mehrprotoniger Säuren findet man hier.

Aufgabe 2

Wie ändert sich der pH-Wert des Beispielwassers “BspC2”, wenn man 0.2 mmol/L Salzsäure zugibt?

Antwort

Man öffnet das Beispielwasser BspC2 (Taste Open), danach danach Taste Reac und Eingabe 0.2 mmol/L für “HCl”. Mit Start beginnt die Rechnung. Das Ergebnis wird sofort angezeigt (siehe Bild rechts):

pH = 7.24

Durch die HCl-Zugabe sinkt also der pH-Wert von 8.20 auf 7.24.