pH einer starken Säure/ schwache Säure - Mischung: Berechnungen nach der strengen Methode: Elektroneutralität, Erhaltung der Materie.)

pH-Wert einer starken Säure / schwache Säure - Mischung:

Berechnungen nach der strengen Methode ( Elektroneutralität, Erhaltung der Materie )

Suchen Sie beispielsweise nach dem $ pH $ der folgenden Mischung: $100\;mL$ $CHCl_2COOH\; 0,1\; M$ $(pK_a\;=\;1,30$, $K_a\;=\;0,005)$ vermischt mit $100\;mL$ $HCl\; 0,01\; M$

Aufstellen der Gleichung

(1) Elektroneutralität: $[CHCl_2COO^-]$ $+$ $[OH^-]$ $+$ $[Cl^-]$ $=$ $[H_3O^+]$ (2) Erhaltung der Materie: $[Cl^-]=0,0050$ (!Verdünnung) (3) Erhaltung der Materie: $[CHCl_2COO^-]$ $+$ $[CHCl_2COOH]$ $=$ $0,050$ (!Verdünnung) (4) Ionenprodukt vom Wasser: $[H_3O^+][OH^-]=10^{-14}$ (5) Säurekonstante: $\frac{[CHCl_2COO^-][H_3O^+]}{[CHCl_2COOH]}$ $=$ $10^{-1,30}$

Eliminierung aller Variablen ausser $[H_3O^+]$

$10^{1,3}[H_3O^+]^3$ $+$ $(1-0,005\cdot 10^{1.3})[H_3O^+]^2$ $+$ $(-0,05$ $-$ $10^{-12,7}$ $-$ $0,005)[H_3O^+]$ $-$ $10^{-14}$ $=$ $0$ Indem wir diese Gleichung 3. Grades lösen, finden wir: $[H_3O^+]$ $=$ $3,47\cdot 10^{-2} \frac{mol}{L} $ $pH=1,46$