Welchen pH-Wert hat eine Pufferlösung mit 0,05 mol NH3 und 0,1 mol NH4Cl in 500 ml?

Question

Welchen pH-Wert hat eine Pufferlösung mit 0,05 mol NH3 und 0,1 mol NH4Cl in 500 ml?

Antwort

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Berechnung des pH-Wertes der Lösung 0.2 moldm−3 NH4Cl mit pKS(NH4+) = 9.25.

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Um den pH-Wert einer Pufferlösung zu berechnen, die Ammoniak (NH₃) und Ammoniumchlorid (NH₄Cl) enthält kannst du die Henderson-Hasselbalch-Gleichung verwenden: \[ \text{pH} = \text{pK}_a + \log\left(\frac{[\text{Base}]}{[\text{Säure}]}\right) \] In diesem Fall ist NH₃ die Base und NH₄Cl die Quelle der Säure (NH₄⁺). 1. **Bestimme den pKₐ-Wert von NH₄⁺**: Der pKₐ-Wert von Ammoniumionen (NH₄⁺) liegt bei etwa 9,25. Daher ist der pKₐ-Wert für die Reaktion: \[ \text{NH}_4^+ \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}^+ \] 2. **Berechne die Konzentrationen**: - Die Konzentration von NH₃ in 500 ml ist: \[ [\text{NH}_3] = \frac{0,05 \, \text{mol}}{0,5 \, \text{l}} = 0,1 \, \text{mol/l} \] - Die Konzentration von NH₄⁺ in 500 ml ist: \[ [\text{NH}_4^+] = \frac{0,1 \, \text{mol}}{0,5 \, \text{l}} = 0,2 \, \text{mol/l} \] 3. **Setze die Werte in die Henderson-Hasselbalch-Gleichung ein**: \[ \text{pH} = 9,25 + \log\left(\frac{0,1}{0,2}\right) \] \[ \text{pH} = 9,25 + \log(0,5) \] \[ \text{pH} = 9,25 - 0,301 \] (da \(\log(0,5) \approx -0,301\)) \[ \text{pH} \approx 8,95 \] Der pH-Wert der Pufferlösung beträgt also ungefähr 8,95.

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HEPES (4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinethansulfonsäure) ist ein weit verbreiteter Puffer, der in biologischen und biochemischen Anwendungen verwendet wird. Er hilft, den pH-Wert in Lösungen s... [mehr]

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HEPES (4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinethansulfonsäure) ist ein weit verbreiteter Puffer, der in biologischen und biochemischen Anwendungen verwendet wird. Er hilft, den pH-Wert in Lösungen stabil zu halten, was für viele Experimente und Zellkulturen wichtig ist. HEPES hat den Vorteil, dass es bei physiologischen pH-Werten eine hohe Pufferkapazität aufweist und weniger Einfluss auf die Zellphysiologie hat als andere Puffer. IGEPAL-60, auch bekannt als Nonylphenol-Polyethyleneglykol-Ether, ist ein nichtionisches Tensid, das häufig in der Biochemie und Molekularbiologie verwendet wird. Es dient als Emulgator und kann helfen, Proteine zu denaturieren oder Zellmembranen zu durchdringen, was in verschiedenen Experimenten nützlich sein kann, beispielsweise bei der Zelllyse oder der Aufreinigung von Proteinen.

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Alkalische Lösungen, auch als basische Lösungen bekannt, weisen mehrere charakteristische Eigenschaften auf: 1. **pH-Wert**: Alkalische Lösungen haben einen pH-Wert über 7. Je h&o... [mehr]

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Alkalische Lösungen, auch als basische Lösungen bekannt, weisen mehrere charakteristische Eigenschaften auf: 1. **pH-Wert**: Alkalische Lösungen haben einen pH-Wert über 7. Je höher der pH-Wert, desto stärker ist die basische Lösung. 2. **Geschmack**: Sie haben einen bitteren Geschmack, was bei vielen Basen wie Natriumhydroxid (NaOH) oder Kaliumhydroxid (KOH) der Fall ist. 3. **Gefühl auf der Haut**: Alkalische Lösungen fühlen sich seifig oder glitschig an, wenn sie auf die Haut gelangen. 4. **Reaktion mit Säuren**: Alkalische Lösungen reagieren mit Säuren in einer Neutralisationsreaktion, wobei Wasser und ein Salz entstehen. 5. **Indikatoren**: Sie verändern die Farbe von pH-Indikatoren. Zum Beispiel färbt Phenolphthalein in alkalischen Lösungen pink. 6. **Leitfähigkeit**: Alkalische Lösungen leiten elektrischen Strom, da sie Ionen enthalten, die sich in Wasser lösen. 7. **Löslichkeit**: Viele alkalische Substanzen sind in Wasser löslich, was zur Bildung von Hydroxidionen (OH⁻) führt. Diese Eigenschaften machen alkalische Lösungen in vielen chemischen und industriellen Anwendungen nützlich.

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Harnstoff selbst hat keinen spezifischen pH-Wert, da es sich um eine neutrale Verbindung handelt. In wässriger Lösung kann der pH-Wert jedoch variieren, abhängig von der Konzentration u... [mehr]

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Harnstoff selbst hat keinen spezifischen pH-Wert, da es sich um eine neutrale Verbindung handelt. In wässriger Lösung kann der pH-Wert jedoch variieren, abhängig von der Konzentration und den anderen gelösten Substanzen. In der Regel liegt der pH-Wert von Harnstofflösungen in einem neutralen Bereich, etwa um 6 bis 7.

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Um die Masse von 500 ml einer 2M Tris-Pufferlösung zu berechnen, benötigst du die molare Masse von Tris (Tris(hydroxymethyl)aminomethan), die etwa 121,14 g/mol beträgt. . Berechne die... [mehr]

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Um die Masse von 500 ml einer 2M Tris-Pufferlösung zu berechnen, benötigst du die molare Masse von Tris (Tris(hydroxymethyl)aminomethan), die etwa 121,14 g/mol beträgt. . Berechne die Anzahl der Mol in 500 ml (0,5 l) einer 2M Lösung: \[ \text{Mol} = \text{Konzentration (M)} \times \text{Volumen (l)} = 2 \, \text{mol/l} \times 0,5 \, \text{l} = 1 \, \text{mol} \] 2. Berechne die Masse in Gramm: \[ \text{Masse (g)} = \text{Mol} \times \text{molare Masse (g/mol)} = 1 \, \text{mol} \times 121,14 \, \text{g/mol} = 121,14 \, \text{g} \] Du benötigst also 121,14 g Tris, um 500 ml einer 2M Tris-Pufferlösung herzustellen.

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Um eine saure und eine alkalische Lösung in Bechergläsern zu identifizieren, kannst du folgende zwei einfache Methoden verwenden: 1. **pH-Indikatorpapier**: Tauche ein Stück pH-Indikat... [mehr]

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Um eine saure und eine alkalische Lösung in Bechergläsern zu identifizieren, kannst du folgende zwei einfache Methoden verwenden: 1. **pH-Indikatorpapier**: Tauche ein Stück pH-Indikatorpapier in jede Lösung. Das Papier wird je nach pHert eine bestimmte Farbe annehmen. Saure Lösungen (pH < 7) färben das Papier typischerweise rot, während alkalische Lösungen (pH > 7) es blau färben. So kannst du schnell erkennen, welche Lösung sauer und welche alkalisch ist. 2. **Universalindikator**: Füge einige Tropfen eines Universalindikators (z.B. Phenolphthalein oder Bromthymolblau) zu jeder Lösung hinzu. Der Universalindikator ändert seine Farbe je nach pH-Wert der Lösung. In einer sauren Lösung wird der Indikator eine andere Farbe annehmen (z.B. rot bei Phenolphthalein), während er in einer alkalischen Lösung eine andere Farbe zeigt (z.B. pink bei Phenolphthalein). Diese Methoden sind einfach und effektiv, um die Natur der Lösungen zu bestimmen.

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Wenn Calciumsfit (CaSO) sich in Wasserst, entsteht Calciumhydroxid (Ca()₂) undfeldioxid (SO). Das Schwefeldioxid kann in Wasser weiter reagieren und Schwefelsäure (H₂SO₄) bilden. Daher kann man s... [mehr]

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Wenn Calciumsfit (CaSO) sich in Wasserst, entsteht Calciumhydroxid (Ca()₂) undfeldioxid (SO). Das Schwefeldioxid kann in Wasser weiter reagieren und Schwefelsäure (H₂SO₄) bilden. Daher kann man sagen, dass bei der Lösung von Calciumsulfit in Wasser Schwefelsäure entsteht.

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Ein Universalindikator ist ein pH-Indikator, der verwendet wird, um den pH-Wert einer Lösung zu bestimmen. Er funktioniert, indem er seine Farbe in Abhängigkeit vom pH-Wert der Lösung &... [mehr]

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Ein Universalindikator ist ein pH-Indikator, der verwendet wird, um den pH-Wert einer Lösung zu bestimmen. Er funktioniert, indem er seine Farbe in Abhängigkeit vom pH-Wert der Lösung ändert. Der Universalindikator enthält mehrere Farbstoffe, die bei unterschiedlichen pH-Werten unterschiedliche Farben annehmen. In sauren Lösungen (pH < 7) zeigt der Indikator typischerweise eine rote bis orange Farbe, während er in neutralen Lösungen (pH = 7) grün erscheint und in alkalischen Lösungen (pH > 7) eine blaue bis violette Farbe annimmt. Die Farbänderung erfolgt aufgrund von chemischen Reaktionen, bei denen die Struktur der Indikator-Moleküle in Abhängigkeit vom pH-Wert der Lösung verändert wird. Diese Veränderungen beeinflussen die Absorption von Licht und somit die Farbe, die wir sehen. Universalindikatoren sind nützlich in der Chemie, da sie eine schnelle und visuelle Methode zur Bestimmung des pH-Werts bieten.

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Um den pH-Wert einer wässrigen Lösung von Ammoniumchlorid (NH4Cl) zu berechnen, müssen wir zunächst die Beziehung zwischen der Säurekonstante (pKS) und der Basenkonstante (pKB... [mehr]

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Um den pH-Wert einer wässrigen Lösung von Ammoniumchlorid (NH4Cl) zu berechnen, müssen wir zunächst die Beziehung zwischen der Säurekonstante (pKS) und der Basenkonstante (pKB) verstehen. Ammoniumionen (NH4+) sind die konjugierte Säure von Ammoniak (NH3). 1. **Berechnung der Basenkonstante (pKB)**: Die Beziehung zwischen pKS und pKB ist gegeben durch: \[ pK_w = pK_S + pK_B \] wobei \( pK_w \) bei 25 °C etwa 14 beträgt. Gegeben ist \( pK_S(NH_4^+) = 9.25 \): \[ pK_B(NH_3) = 14 - 9.25 = 4.75 \] 2. **Berechnung der Basenkonstante (KB)**: \[ K_B = 10^{-pK_B} = 10^{-4.75} \approx 1.78 \times 10^{-5} \] 3. **Gleichgewicht der Reaktion**: Die Reaktion von Ammoniumionen in Wasser ist: \[ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+ \] Setze \( [NH_4^+] = 0.2 \, \text{mol/dm}^3 \) und \( x \) als die Konzentration von \( H_3O^+ \) und \( NH_3 \) im Gleichgewicht: \[ K_B = \frac{[NH_3][H_3O^+]}{[NH_4^+]} = \frac{x^2}{0.2 - x} \] Da \( x \) klein im Vergleich zu 0.2 ist, kann man annehmen, dass \( 0.2 - x \approx 0.2 \): \[ K_B \approx \frac{x^2}{0.2} \] 4. **Lösen nach \( x \)**: \[ 1.78 \times 10^{-5} = \frac{x^2}{0.2} \] \[ x^2 = 1.78 \times 10^{-5} \times 0.2 = 3.56 \times 10^{-6} \] \[ x = \sqrt{3.56 \times 10^{-6}} \approx 1.89 \times 10^{-3} \, \text{mol/dm}^3 \] 5. **Berechnung des pH-Werts**: Der pH-Wert wird berechnet als: \[ pH = -\log[H_3O^+] = -\log(1.89 \times 10^{-3}) \approx 2.72 \] Der pH-Wert der 0.2 mol/dm³ NH4Cl-Lösung beträgt also ungefähr 2.72.