Berechne die Konzentration der Oxonium-Ionen c(H3O+) in reinem Wasser bei 25°C mithilfe des Kw.

Question

Berechne die Konzentration der Oxonium-Ionen c(H3O+) in reinem Wasser bei 25°C mithilfe des Kw.

Antwort

Verwandte Fragen

Wie hoch ist die Oxonium-Konzentration in Wasser?

Wie viel Milliliter HNO3 65 % benötigt man, um 5 Liter Wasser auf eine 1 %ige HNO3-Lösung einzustellen?

Wie lautet die Formel zur Berechnung bei der Standardaddition?

Gilt N/C = V/M in der Chemie?

Auf welche Arten kann man die Konzentration eines Stoffes angeben?

Wie rechnet man 600 g/l in ppm um?

Wie berechnet man den Titer, wenn die Konzentration c der Maßlösung 0,1 mol/L beträgt und c aus den Ergebnissen der Analyse bestimmt wird?

Wie viel Gramm 65%ige Salpetersäure benötigt man für 500 mL 10%ige Salpetersäure?

Wie viel 65%ige Salpetersäure benötigt man zur Herstellung von 500 ml 10%iger Salpetersäure?

Wie viel ml 15%iges Wasserstoffperoxid und Wasser werden benötigt, um 180 ml 9%iges Wasserstoffperoxid herzustellen? Mit Rechenweg.

Accepted Answer

Um die Konzentration der Oxonium-Ionen \( c(\text{H}_3\text{O}^+) \) in reinem Wasser bei 25 °C zu berechnen, kannst du den pKw-Wert verwenden. Der pKw-Wert für Wasser bei 25 °C beträgt etwa 14. Die Beziehung zwischen pKw und der Konzentration der Oxonium-Ionen ist wie folgt: \[ \text{pKw} = -\log(K_w) \] Hierbei ist \( K_w \) die Ionenkonstante des Wassers, die bei 25 °C etwa \( 1 \times 10^{-14} \) beträgt. Daraus folgt: \[ K_w = c(\text{H}_3\text{O}^+) \cdot c(\text{OH}^-) \] Da in reinem Wasser die Konzentration der Hydroxid-Ionen \( c(\text{OH}^-) \) gleich der Konzentration der Oxonium-Ionen ist, gilt: \[ c(\text{H}_3\text{O}^+) = c(\text{OH}^-) = x \] Somit ergibt sich: \[ K_w = x^2 \] Setzen wir \( K_w = 1 \times 10^{-14} \) ein: \[ x^2 = 1 \times 10^{-14} \] Um \( x \) zu finden, ziehen wir die Quadratwurzel: \[ x = \sqrt{1 \times 10^{-14}} = 1 \times 10^{-7} \, \text{mol/L} \] Daher beträgt die Konzentration der Oxonium-Ionen \( c(\text{H}_3\text{O}^+) \) in reinem Wasser bei 25 °C etwa \( 1 \times 10^{-7} \, \text{mol/L} \).

Accepted Answer

Die Oxonium-Konzentration (H₃O⁺-Ionen) in reinem Wasser bei 25 °C beträgt 1 × 10⁻⁷ mol/l (Molar). Das entspricht dem neutralen pH-Wert von 7, da pH = –log[H₃O⁺]. In Lösunge... [mehr]

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Die Oxonium-Konzentration (H₃O⁺-Ionen) in reinem Wasser bei 25 °C beträgt 1 × 10⁻⁷ mol/l (Molar). Das entspricht dem neutralen pH-Wert von 7, da pH = –log[H₃O⁺]. In Lösungen mit Säuren oder Basen verändert sich die Oxonium-Konzentration entsprechend. Bei Zugabe einer Säure steigt sie, bei Zugabe einer Base sinkt sie. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Wikipedia: Oxoniumion](https://de.wikipedia.org/wiki/Oxoniumion).

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Um eine 1%ige HNO₃-Lösung (Massenprozent) herzustellen, benötigst du folgende Berechnung: **Gegeben:** - Ziel: 1% HNO₃ in Wasser, insgesamt 5 Liter Lösung - Ausgangsstoff: 65%ige HNO₃... [mehr]

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Um eine 1%ige HNO₃-Lösung (Massenprozent) herzustellen, benötigst du folgende Berechnung: **Gegeben:** - Ziel: 1% HNO₃ in Wasser, insgesamt 5 Liter Lösung - Ausgangsstoff: 65%ige HNO₃ (Massenprozent) - Dichte der 65%igen HNO₃: ca. 1,39 g/ml (wird für die Umrechnung benötigt) **Schritt 1: Berechne die benötigte Masse reiner HNO₃** 1% von 5 Litern Lösung (angenommen, Dichte der verdünnten Lösung ≈ 1 g/ml): 5 Liter = 5000 ml ≈ 5000 g Lösung 1% davon ist HNO₃: 5000 g × 0,01 = **50 g HNO₃** **Schritt 2: Berechne die benötigte Menge 65%ige HNO₃** 65%ige HNO₃ enthält 65 g HNO₃ pro 100 g Lösung. Benötigte Masse der 65%igen Lösung: 50 g / 0,65 = **76,92 g** (gerundet) **Schritt 3: Umrechnung in Milliliter** Dichte der 65%igen HNO₃: 1,39 g/ml Volumen = Masse / Dichte = 76,92 g / 1,39 g/ml = **55,34 ml** **Antwort:** Du musst etwa **55 ml** (genauer: 55,3 ml) 65%ige HNO₃ zu 5 Litern Wasser geben, um eine 1%ige HNO₃-Lösung zu erhalten. **Hinweis:** Die Säure sollte immer ins Wasser gegeben werden, nicht umgekehrt! Weitere Infos zur Dichte: [Sigma-Aldrich – Dichte von Salpetersäure](https://www.sigmaaldrich.com/DE/de/product/sial/84370)

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Die Standardadditionsmethode wird in der Analytik verwendet, um Matrixeffekte zu kompensieren. Die Formel zur Berechnung der Konzentration einer unbekannten Probe (cₓ) mittels Standardaddition lautet:... [mehr]

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Die Standardadditionsmethode wird in der Analytik verwendet, um Matrixeffekte zu kompensieren. Die Formel zur Berechnung der Konzentration einer unbekannten Probe (cₓ) mittels Standardaddition lautet: **cₓ = (cₛ × Vₛ) / Vₓ** bzw. allgemeiner, wenn mehrere Standardzugaben gemacht und eine Ausgleichsgerade erstellt wird: **cₓ = -b / m** Dabei gilt: - **cₓ**: Konzentration des Analyten in der Probe - **cₛ**: Konzentration des zugesetzten Standards - **Vₛ**: Volumen des zugesetzten Standards - **Vₓ**: Volumen der Probe - **m**: Steigung der Kalibriergeraden (Signalzunahme pro Konzentrationseinheit) - **b**: Achsenabschnitt der Kalibriergeraden (y-Achse) Die Gerade ergibt sich aus der Auftragung des gemessenen Signals gegen die zugegebene Standardmenge. Der Schnittpunkt mit der x-Achse (also Signal = 0) entspricht dem negativen Wert der unbekannten Konzentration. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Wikipedia: Standardaddition](https://de.wikipedia.org/wiki/Standardadditionsmethode).

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Nein, die Gleichung \( N/C = V/M \) ist im Allgemeinen nicht korrekt, da die Größen unterschiedliche physikalische Bedeutungen und Einheiten haben: - \( N \) steht meist für die Anzah... [mehr]

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Nein, die Gleichung \( N/C = V/M \) ist im Allgemeinen nicht korrekt, da die Größen unterschiedliche physikalische Bedeutungen und Einheiten haben: - \( N \) steht meist für die Anzahl der Teilchen (z. B. Moleküle, Atome, Ionen). - \( C \) steht häufig für die Konzentration (z. B. molare Konzentration in mol/L). - \( V \) steht für das Volumen (z. B. in Litern). - \( M \) steht meist für die Stoffmenge (in Mol). Die Beziehungen zwischen diesen Größen sind: 1. **Konzentration:** \( C = \frac{n}{V} \), wobei \( n \) die Stoffmenge (in Mol) ist. 2. **Stoffmenge:** \( n = \frac{N}{N_A} \), wobei \( N_A \) die Avogadro-Konstante ist (\( 6{,}022 \times 10^{23} \) Teilchen/mol). Daraus ergibt sich: \[ C = \frac{n}{V} = \frac{N/N_A}{V} = \frac{N}{N_A \cdot V} \] Die Gleichung \( N/C = V/M \) ergibt sich daraus nicht. Die Einheiten stimmen auch nicht überein: - \( N/C \) hat die Einheit Teilchen \(\cdot\) Liter / Mol. - \( V/M \) hat die Einheit Liter / Mol. Nur wenn \( N \) die Stoffmenge in Mol ist (also \( N = n \)), dann wäre \( N/C = V \) und \( V/M = V/n \), aber das ist eine andere Beziehung. **Fazit:** Die Gleichung \( N/C = V/M \) ist im Allgemeinen nicht korrekt. Es ist wichtig, die Definitionen und Einheiten der verwendeten Größen zu beachten.

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Die Konzentration eines Stoffes kann auf verschiedene Arten angegeben werden. Die wichtigsten sind: 1. **Molarität (Stoffmengenkonzentration, c):** Gibt an, wie viele Mol eines Stoffes in e... [mehr]

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Die Konzentration eines Stoffes kann auf verschiedene Arten angegeben werden. Die wichtigsten sind: 1. **Molarität (Stoffmengenkonzentration, c):** Gibt an, wie viele Mol eines Stoffes in einem Liter Lösung enthalten sind. Einheit: mol/L (M). 2. **Massenkonzentration (β):** Gibt an, wie viele Gramm eines Stoffes in einem Liter Lösung enthalten sind. Einheit: g/L. 3. **Massenanteil (w):** Verhältnis der Masse des gelösten Stoffes zur Gesamtmasse der Lösung. Meist in Prozent (%). 4. **Volumenanteil (φ):** Verhältnis des Volumens des gelösten Stoffes zum Gesamtvolumen der Lösung. Meist in Prozent (%). 5. **Stoffmengenanteil (x, auch Molebruch):** Verhältnis der Stoffmenge des gelösten Stoffes zur Gesamtstoffmenge aller Komponenten. Dimensionslos, oft als Dezimalzahl oder Prozent. 6. **Normalität (N):** Gibt die Anzahl der Äquivalente pro Liter Lösung an. Einheit: eq/L (wird heute seltener verwendet). 7. **ppm, ppb, ppt:** Parts per million (ppm), parts per billion (ppb), parts per trillion (ppt) – sehr niedrige Konzentrationen, meist für Spurenstoffe. Jede dieser Angaben ist für bestimmte Anwendungen besonders geeignet, je nachdem, was gemessen oder berechnet werden soll.

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Um 600 g/l in ppm (parts per million) umzurechnen, kannst du folgende Beziehung nutzen: 1 g/l = 1.000 ppm (bei wässrigen Lösungen, da 1 Liter Wasser ≈ 1 kg = 1.000.000 mg) Rechnung:... [mehr]

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Um 600 g/l in ppm (parts per million) umzurechnen, kannst du folgende Beziehung nutzen: 1 g/l = 1.000 ppm (bei wässrigen Lösungen, da 1 Liter Wasser ≈ 1 kg = 1.000.000 mg) Rechnung: 600 g/l × 1.000 ppm/g/l = 600.000 ppm **Ergebnis:** 600 g/l entsprechen **600.000 ppm**.

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Deine Frage ist unvollständig. Es fehlt die Angabe, aus welchen Ergebnissen die Konzentration (c) berechnet werden soll und welche Werte gegeben sind. Um den Titer zu berechnen, werden normalerwe... [mehr]

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Deine Frage ist unvollständig. Es fehlt die Angabe, aus welchen Ergebnissen die Konzentration (c) berechnet werden soll und welche Werte gegeben sind. Um den Titer zu berechnen, werden normalerweise folgende Angaben benötigt: - Die tatsächliche Konzentration der Maßlösung (c_ist, z. B. aus einer Analyse) - Die nominelle (hergestellte) Konzentration der Maßlösung (c_soll, z. B. 0,1 mol/L) Der Titer (f) berechnet sich dann so: **f = c_ist / c_soll** Wenn also die hergestellte Konzentration 0,1 mol/L beträgt und du aus einer Analyse (z. B. durch Titration mit einer Referenzsubstanz) eine tatsächliche Konzentration c_ist ermittelt hast, setzt du die Werte in die Formel ein. **Beispiel:** - c_soll = 0,1 mol/L - c_ist (aus Analyse) = 0,098 mol/L Dann ist der Titer: f = 0,098 mol/L / 0,1 mol/L = 0,98 Der Titer gibt an, wie genau die hergestellte Maßlösung der gewünschten Konzentration entspricht. Falls du konkrete Werte oder Ergebnisse hast, kannst du sie angeben, damit eine genaue Berechnung möglich ist.

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Um 500 mL einer 10%igen Salpetersäure (HNO₃)-Lösung aus einer 65%igen Lösung herzustellen, musst du eine Verdünnungsrechnung durchführen. **Schritt 1: Berechne die benöt... [mehr]

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Um 500 mL einer 10%igen Salpetersäure (HNO₃)-Lösung aus einer 65%igen Lösung herzustellen, musst du eine Verdünnungsrechnung durchführen. **Schritt 1: Berechne die benötigte Menge reiner Salpetersäure in 500 mL 10%iger Lösung.** - 10% (w/w) bedeutet 10 g HNO₃ in 100 g Lösung. - 500 mL Lösung ≈ 500 g Lösung (angenommen, die Dichte ist etwa 1 g/mL, was für verdünnte Lösungen eine gute Näherung ist). Benötigte Masse reiner HNO₃: \( 500\,g \times 0{,}10 = 50\,g \) reine HNO₃ **Schritt 2: Berechne, wie viel 65%ige Salpetersäure diese Menge enthält.** - 65% (w/w) bedeutet 65 g HNO₃ in 100 g Lösung. Benötigte Masse 65%ige Lösung: \( \frac{50\,g}{0{,}65} \approx 76{,}92\,g \) **Antwort:** Du benötigst **ca. 76,9 g** der 65%igen Salpetersäure, um 500 mL einer 10%igen Salpetersäure herzustellen.

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Um 500 ml einer 10%igen Salpetersäure-Lösung aus einer 65%igen Stammlösung herzustellen, kannst du die Verdünnungsformel anwenden: **c₁ · V₁ = c₂ · V₂** - c₁ = Konz... [mehr]

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Um 500 ml einer 10%igen Salpetersäure-Lösung aus einer 65%igen Stammlösung herzustellen, kannst du die Verdünnungsformel anwenden: **c₁ · V₁ = c₂ · V₂** - c₁ = Konzentration der Stammlösung = 65% - V₁ = Volumen der Stammlösung (gesucht) - c₂ = gewünschte Konzentration = 10% - V₂ = gewünschtes Endvolumen = 500 ml Einsetzen: 65% · V₁ = 10% · 500 ml V₁ = (10% · 500 ml) / 65% V₁ = (0,10 · 500) / 0,65 V₁ ≈ 76,92 ml **Du benötigst also etwa 76,9 ml der 65%igen Salpetersäure.** Mit Wasser auffüllen auf insgesamt 500 ml. **Achtung:** Salpetersäure ist stark ätzend! Beim Verdünnen immer die Säure ins Wasser geben, nicht umgekehrt. Schutzmaßnahmen beachten!

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Gegeben: - Ziel: 180 ml einer 9%igen Wasserstoffperoxid-Lösung - Ausgangsstoffe: 15%ige Wasserstoffperoxid-Lösung und Wasser (0%) - Gesucht: Wie viel ml 15%ige Lösung (nennen wir... [mehr]

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Gegeben: - Ziel: 180 ml einer 9%igen Wasserstoffperoxid-Lösung - Ausgangsstoffe: 15%ige Wasserstoffperoxid-Lösung und Wasser (0%) - Gesucht: Wie viel ml 15%ige Lösung (nennen wir sie **x**) und wie viel ml Wasser (**y**) werden benötigt? **1. Aufstellen der Gleichungen** Gesamtvolumen: \[ x + y = 180 \] Mengenbilanz des Wirkstoffs (H₂O₂): \[ 0{,}15x + 0 \cdot y = 0{,}09 \cdot 180 \] **2. Wirkstoffmenge berechnen** \[ 0{,}09 \cdot 180 = 16{,}2 \text{ ml H}_2\text{O}_2 \] **3. Gleichung für die 15%ige Lösung** \[ 0{,}15x = 16{,}2 \] \[ x = \frac{16{,}2}{0{,}15} = 108 \] **4. Wasser berechnen** \[ y = 180 - x = 180 - 108 = 72 \] --- **Antwort:** Du musst **108 ml** der 15%igen Wasserstoffperoxid-Lösung mit **72 ml** Wasser mischen, um **180 ml** einer 9%igen Lösung zu erhalten.

Berechne die Konzentration der Oxonium-Ionen c(H3O+) in reinem Wasser bei 25°C mithilfe des Kw.

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