pH nach Säure-Zugabe (H2SO4 und HCl)

Aufgabe 1

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

Antwort

Man beginnt mit reinem Wasser (Taste New), danach Taste Reac und Eingabe 1.2 mmol/L für “H2SO4”. Mit Start beginnt die Rechnung. Das Ergebnis wird sofort angezeigt (siehe Screenshot 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 – genau das ist unsere Ausgangskonzentration an H₂SO₄.

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

Aufgabe 2

Wie ändert sich der pH-Wert des Beispielwassers BspC2, wenn man 0.2 mmol/L HCl 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 Screenshot rechts):

pH = 7.24

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