Wie groß sind pH und pOH nach Verdünnung von n Litern 0,05 mol/L HCl mit 99 Litern Wasser?

Question

Wie groß sind pH und pOH nach Verdünnung von n Litern 0,05 mol/L HCl mit 99 Litern Wasser?

Antwort

Verwandte Fragen

Wie viel Milliliter Probe werden für eine 1:2500 Verdünnung in einem 250 ml Messkolben benötigt?

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

Berechne das Redoxpotential des Systems MnO4–/Mn2+ bei pH 7.

Accepted Answer

Um den pH und pOH der verdünnten Lösung zu berechnen, gehen wir wie folgt vor: 1. **Berechnung der Anzahl der Mol HCl**: Die Konzentration der HCl-Lösung beträgt 0,05 mol/L. Wenn du n Liter dieser Lösung hast, beträgt die Anzahl der Mol HCl: \[ \text{Mol HCl} = 005 \, \text{mol/L} \times n \, \text{L} = 0,05n \, \text{mol} \] 2. **Gesamtvolumen der Lösung nach der Verdünnung**: Das Gesamtvolumen nach der Verdünnung mit 99 L Wasser beträgt: \[ V_{\text{gesamt}} = n + 99 \, \text{L} \] 3. **Berechnung der neuen Konzentration von HCl**: Die neue Konzentration von HCl in der verdünnten Lösung ist: \[ C_{\text{HCl}} = \frac{0,05n \, \text{mol}}{n + 99 \, \text{L}} \] 4. **Berechnung des pH-Werts**: Da HCl eine starke Säure ist, dissoziiert sie vollständig in Wasser. Der pH-Wert kann mit der Formel berechnet werden: \[ \text{pH} = -\log_{10}(C_{\text{HCl}}) = -\log_{10}\left(\frac{0,05n}{n + 99}\right) \] 5. **Berechnung des pOH-Werts**: Der pOH kann mit der Beziehung \( \text{pOH} = 14 - \text{pH} \) berechnet werden. Um die genauen Werte für pH und pOH zu erhalten, musst du den Wert von n kennen. Wenn du n angibst, kann ich die Berechnungen für dich durchführen.

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Um eine Verdünnung von 1:2500 in einem 250 ml Messkolben herzustellen, muss das Verhältnis von Probenvolumen zu Gesamtvolumen 1:2500 betragen. Das bedeutet: **Probenvolumen = Gesamtvolumen... [mehr]

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Um eine Verdünnung von 1:2500 in einem 250 ml Messkolben herzustellen, muss das Verhältnis von Probenvolumen zu Gesamtvolumen 1:2500 betragen. Das bedeutet: **Probenvolumen = Gesamtvolumen / Verdünnungsfaktor** Gesamtvolumen = 250 ml Verdünnungsfaktor = 2500 **Rechnung:** Probenvolumen = 250 ml / 2500 = **0,1 ml** Du musst also **0,1 Milliliter** deiner Probe in den 250 ml Messkolben geben und dann mit Lösungsmittel bis zur Marke auffüllen, um eine 1:2500-Verdünnung zu erhalten.

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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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Um das Redoxpotential des Systems MnO4⁻/Mn²⁺ bei pH 7 zu berechnen, kannst du die Nernst-Gleichung verwenden. Die Nernst-Gleichung lautet: \[ E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln Q \] Dabei ist: - \( E... [mehr]

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Um das Redoxpotential des Systems MnO4⁻/Mn²⁺ bei pH 7 zu berechnen, kannst du die Nernst-Gleichung verwenden. Die Nernst-Gleichung lautet: \[ E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln Q \] Dabei ist: - \( E \) das Redoxpotential, - \( E^0 \) das Standardpotential (1,51 V), - \( R \) die universelle Gaskonstante (8,314 J/(mol·K)), - \( T \) die Temperatur in Kelvin (298 K), - \( n \) die Anzahl der Elektronen, die in der Reaktion übertragen werden (in diesem Fall 5 für die Reaktion von MnO4⁻ zu Mn²⁺), - \( F \) die Faraday-Konstante (96485 C/mol), - \( Q \) das Reaktionsquotient. Die Reaktion für das Redoxsystem ist: \[ \text{MnO}_4^- + 8 \text{H}^+ + 5 \text{e}^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4 \text{H}_2\text{O} \] Der Reaktionsquotient \( Q \) wird wie folgt berechnet: \[ Q = \frac{[\text{Mn}^{2+}]}{[\text{MnO}_4^-] \cdot [\text{H}^+]^8} \] Bei pH 7 ist die Konzentration von \( \text{H}^+ \) gleich \( 10^{-7} \) mol/l. Setzen wir die Werte ein: - \( [\text{Mn}^{2+}] = 0,1 \) mol/l - \( [\text{MnO}_4^-] = 0,1 \) mol/l - \( [\text{H}^+] = 10^{-7} \) mol/l Somit ergibt sich: \[ Q = \frac{0,1}{0,1 \cdot (10^{-7})^8} = \frac{0,1}{0,1 \cdot 10^{-56}} = 10^{56} \] Jetzt setzen wir die Werte in die Nernst-Gleichung ein: 1. Berechne den Term \( \frac{RT}{nF} \): \[ \frac{RT}{nF} = \frac{(8,314 \, \text{J/(mol·K)})(298 \, \text{K})}{5 \cdot 96485 \, \text{C/mol}} \approx 0,0057 \, \text{V} \] 2. Setze alles in die Nernst-Gleichung ein: \[ E = 1,51 \, \text{V} - 0,0057 \, \text{V} \cdot \ln(10^{56}) \] Da \( \ln(10^{56}) = 56 \cdot \ln(10) \approx 56 \cdot 2,303 = 128,88 \): \[ E = 1,51 \, \text{V} - 0,0057 \, \text{V} \cdot 128,88 \] \[ E \approx 1,51 \, \text{V} - 0,733 \, \text{V} \] \[ E \approx 0,777 \, \text{V} \] Das Redoxpotential des Systems MnO4⁻/Mn²⁺ bei pH 7 beträgt also ungefähr 0,777 V.