PH-Wert Schwefelwasserstoff wird eingelöst mit NaHS

Hi, hier chemweazle, die 1. Gleichung o.k.

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Nun der Post:

Schwefelwasserstoffgas_Lsg. bei Raumtemperatur θ=25°C, c0=0,1mol/L

Die Erstdissoziation

H2S(aq) ⇌ HS(-)(aq) + H(+)(aq)

Die zweite Dissoziationstufe

HS(-)(aq) ⇌ S(2-)(aq) + H(+)(aq)

Die pks-Werte zeigen das auch pks1(H2S)=7, pks2=pks(HS(-))=13

Die Säurekonstanten: $$Ks_{1}(H_{2}S)= dfrac{[HS^{(-)}] cdot [H^{(+)}}{[H_{2}S]_{gl}]} = 10^{-7}cdot frac{mol}{L}$$$$Ks_{2}= Ks(HS^{(-)})= dfrac{[S^{(2-)}] cdot [H^{(+)}}{[HS^{(-)}} = 10^{-13}cdot frac{mol}{L}$$Man könnte auch noch eine Brutto-Dissoziationsgleichung formulieren:

H2S(aq) ⇌ S(2-)(aq) + 2 H(+)(aq)

Die Bruttogleichung ist auch die Summengleichung der beiden Reaktionsgleichungen für die beiden Dissoziationsgleichgewichte.Und dazu könnte man noch die Brutto-Dissoziations-Gleichgewichtskonstante ausdrücken, diese ergibt aus dem Produkt der Säurekonstanten der einzelnen Dissoziationsgleichgewichte.$$Ks(H_{2}S)Brutto = dfrac{[H^{(+)}]^{2}cdot [S^{(2-)}]}{[H_{2}S]_{gl}]}$$$$Ks(H_{2}S)Brutto = Ks_{1}(H_{2}S)cdot Ks_{2}(HS^{(-)}) = 10^{-7}cdot 10^{-13}cdot frac{mol^{2}}{l^{2}}$$

$$ = 10^{-20}cdot frac{mol^{2}}{l^{2}}$$

Zu e).

Hier wird ein Puffer auf dem Weg 1 hergestellt. Zur Lösung der konjugierten Säure, das ist die Schwefelwasserstoff-Lösung, gibt man die konjugierte Base in Form des löslichen Natriumsalzes, das Natrium-Hydrogensulfid.

Durch die Erhöhung der Gleichgewichtskonzentration der konjugierten Base, HS(-), wird das Dissoziationsgleichgewicht in Richtung H2S verschoben.

Zusätzlich rekombiniert ein Bruchteil der Hydrogensulfid-Ionen mit einem Teil der Hydroniumionen zu Schwefelwasserstoff. Das ist die Säure-Base-Reaktion zwischen der konjugierten Base und den Hydroniumionen, also die Umkehr-Reaktion zur Dissoziation der konjugierten Säure.Die Reaktionsgleichung für das „Einlösen“ des Salzes, NaHS.Nur für den Teilvorgang, Feststoff wird in Wasser gelöst.Na, ja, dann eben vielleicht so:

NaHS(s) + H2O → Na(+)(aq) + HS(-)(aq)

Zum Hervorheben der Umkehr-Reaktion kann man vielleicht bei Lust und bester Laune, die Dissoziationsgleichung f. d. Erstdisssoziation umgekehrt hinschreiben.

HS(-)(aq) + H(+)(aq) ⇌ H2S(aq)

Nun zur eingestellten H(+)-Konzentration, bzw. dem eingestellten pH-Wert dieses Puffers

Die H(+)-Konzentration ist durch das Gleichgewichtskonzentrationsverhältnis der konjugierten Säure(H2S) zu der konjugierten Base(HS(-)) festgelegt.

$$[H^{(+)}] = Ks_{1}cdot frac{[H_{2}]_{gl}}{[HS^{(-)}]}$$In der logarithmierten Form der Henderson-Hasselbalchgleichung:$$pH = pKs_{1}(H_{2}S) cdot log_{10}left(dfrac{[HS^{(-)}]}{[H_{2}]^{0}}right) $$Nun ist [H2S]gl ≈[H2S]0

Nenne das das Konzentrationsverhältnis v. Das Konzentrationsverhältnis v ist auch gleich dem Stoffmengenverhältnis im selben Volumen, da sich das Volumen herauskürzt.$$v = dfrac{[HS^{(-)}]}{[H_{2}]^{0}} = dfrac{n(HS^{(-)})cdot V}{n(H_{2})^{0}cdot V}$$$$pH = pKs_{1}(H_{2}S) cdot log_{10}(v)$$Die Stoffmengen an NaHS und H2S:

m(NaHS) 1,12 g, M(NaHS) = (22.98977+1,0079+32,06) g / mol = 56,05767g /mol[H2S]0 = 0,1 mol /l

V = 0,25 ln(NaHS) = m(NaHS) / M(NaHS) = 1,12 g * mol / 56,05767g = 0,0178 moln(H2S) = [H2S]0 * V = 0,1 mol / l * 0,25 l = 0,025 mol

$$v= frac{0,01780cdot mol}{0,025cdot mol} = 0,712$$

log10(0,712) ≈ -0,14752

pH = 7+ -0,14752 = 6,85248 ≈6,85

Zu f).

Hier soll der Puffer seinen Namen Ehre tun, er soll puffern. Er soll hier die starke Base abfangen.

x mol Hydroxidionen verbrauchen bei der Säure-Base-Reaktion x mol konjugierte Säure, hier H2S, und dabei werden x mol konjugierte Base erzeugt, HS(-).

Reaktionsgleichung für das Puffern der starken Base(Hydroxidionen) Säure-Base-Reaktion

HS(-)(aq) + OH(-)(aq) ⇌ S(2-)(aq) + H2O

Vor der Basenzugabe(NaOH) betrugen die Stoffmengen an Schwefelwasserstoff und NaHS:

n(H2S) = 0,025 mol und n(NaHS) = 0,0178 mol

Nach der Zugabe von x mol NaOH betragen die Stoffmengen:

n*(NaHS) = n(NaHS) + x und n*(H2S) = n(H2S) – x

Das neue Verhältnis an v(neu):

$$v(neu) = frac{0,01780cdot mol + x}{0,025cdot mol – x}$$

$$pH = 7 + log_{10}left(frac{0,01780cdot mol + x}{0,025cdot mol – x}right)$$

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