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pH-Wert-Berechnung für Neutralsäuren und -basen

pH-Wert-Berechnungen für Neutralsäuren und -basen

Eine exakte Berechnung des pH-Wertes von Neutralsäuren basiert auf den vier folgenden Beziehungen:

  • Protolysegleichgewicht Für das Protolysegleichgewicht HA + H2O gilt: K a = [ H 3 O + ] [ A - ] [ HA ]
  • Massebilanz Die Gesamtkonzentration c0 der Säure setzt sich aus protolysierter Säure [HA] und nicht protolysierter Säure in Form ihrer Anionen [A] zusammen:c0 = [HA] + [A]
  • Ladungsbilanz Die Zahl der positiven und negativen Ladungen muss gleich sein:[H3O+] = [A] + [OH]
  • Ionenprodukt des Wassers Kw = [ H3O+] ⋅ [OH]
Aus den vier Beziehungen erhält man eine Gleichung dritten Grades:
[H3O+]3 + [H3O+]2 ⋅ Ka − [H3O+] ⋅ (c0 ⋅ Ka + Kw) − Ka ⋅ Kw = 0
Hinweis
Weil Gleichungen dritten Grades umständlich zu lösen sind und vor allem, weil hohe Rechengenauigkeit keine bessere Anpassung an die experimentellen Daten bringt, verwendet man bei pH-Berechnungen meist vereinfachte Beziehungen.
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