Aufgabe

Welche Teilchen liegen in den folgenden Lösungen jeweils vor? Ordnen Sie die Teilchen nach steigender Stoffmengenkonzentration.

Lösung:

a. Salzsäure (c = 0,5 mol/L)

Salzsäure (HCl(aq)) ist eine extrem starke Säure, die Protolyse verläuft vollständig:

	HCl(aq)	+	H2O(l)	→	Cl-(aq)	+	H3O+(aq)
Start	c0 (0,5 M)		55,3 M		0		0
Ende	0		55,3 M		c0 (0,5 M)		c0 (0,5 M)

c(OH^-) << c(Cl^-) = c(H₃O⁺) << c(H₂O) (55,3 M)


b. Essigsäure (c = 0,5 mol/L)

Essigsäure (CH₃COOH(aq), pK_S = 4,75) ist eine schwache Säure, die Protolyse verläuft nur unvollständig:

	CH3COOH(aq)	+	H2O(l)	⇌	CH3COO-(aq)	+	H3O+(aq)
Start	c0 (0,5 M)		55,3 M		0		0
Gleichgewicht	c0 - x (≈ 0,5 M)**		55,3 M		x (≈ 0,005 M)*		x (≈ 0,005 M)*

* geschätzt etwa 1/100 der Ausgangskonzentration (Berechnung: etwa 1/170)
** 0,5 - 0,005 = 0,495 ≈ 0,5 (x << c₀)

c(OH^-) << c(CH₃COO^-) = c(H₃O⁺) << c(CH₃COOH) << c(H₂O) (55,3 M)


c. Natronlauge (c = 0,5 mol/L)

Natronlauge (NaOH(aq)) ist eine extrem starke Base, man erhält sie durch Auflösen von Natriumhydroxid in Wasser:

	H2O
NaOH(s)	→	Na+(aq)	+	OH-(aq)
		c0 (0,5 M)		c0 (0,5 M)

c(H₃O⁺) << c(Na⁺) = c(OH^-) << c(H₂O) (55,3 M)


d. Ammoniaklösung (c = 0,5 mol/L)

Ammoniakwasser (NH_3(aq), eine Lösung von NH_3(g) in Wasser, pK_B = 4,75) ist eine schwache Base, die Protolyse verläuft nur unvollständig:

	NH3(aq)	+	H2O(l)	⇌	NH4+(aq)	+	OH-(aq)
Start	c0 (0,5 M)		55,3 M		0		0
Gleichgewicht	c0 - x (≈ 0,5 M)**		55,3 M		x (≈ 0,005 M)*		x (≈ 0,005 M)*

* geschätzt etwa 1/100 der Ausgangskonzentration (Berechnung: etwa 1/160)
** 0,5 - 0,005 = 0,495 ≈ 0,5 (x << c₀)

c(H₃O⁺) << c (NH₄⁺)= c(OH^-) << c(NH₃) << c(H₂O) (55,3 M)