Chemie Rechnung - ph Wert?

Question

Hi Leute,

habe nächste Woche eine Chemie Arbeit und muss in dieser Rechenbeispiele lösen. Habe ihr Übungsaufgaben liegen, wäre super, wenn mir jemand dieses Beispiel rechnet und am Besten sagt wie es geht! Es ist keine Hausübung, welche ich abgeschrieben haben will, ich sollte es auch verstehen - WÄRE UNGLAUBLICH NETT!!!

Aufgabe:
50 l in einer HCL-LÖSUNG aus der Metallbearbeitung mit pH=2 liegen vor. Diese dürfen nicht in die Kanalisation eingeleitet werden. Erst ab pH=5 ist die Einleitung erlaubt. Wieviel kostet die Verdünnung auf den entsprechenden ph-Wert bei Wasserkosten von 2€ pro m^3?

Vielen lieben Dank!!

Ossi G · Accepted Answer

Hallo

Leicht vereinfacht gesagt:

der pH Wert ist der negative dekadische Logarithmus der H+ Ionen Konzentration.

HCl ist eine einwertige, voll deprotonierte Säure, deshalb bedeutet
pH 2 dass die HCl 10^-2 molar ist (Mol/ Liter). Wenn sie pH 5 hat, ist sie 10^-5 molar.

Um von 10^-2 auf 10^-5 molar zu verdünnen musst du sie um den Faktor 10^3 verdünnen (10^-2/10^-5 = 10^3). Das ist
1000mal. Um 50 Liter 1000 mal zu verdünnen benötigst du 50 000 Liter (genauer gesagt 49950).

1 m^3 sind 1000 Liter, also sind 50 000 Liter = 50 m^3. Bei 2 € pro m^3 kosten die dann 100 €.

Gruss

Übrigens: mit dem Mischungskreuz ist hier nichts zu machen. 1 pH Wert Unterschied bedeutet ja einen 10 fachen Konzentrationsunterschied. Schöne Idee, aber geht nicht.

rebell218 · Answer

Das ist relativ leicht herauszufinden. Du gehst, wie eigentlich bei jeder dieser Aufgaben so vor:

1. Was ist gesucht?
2. Was ist gegeben?
3. Welche Formeln brauche ich dafÃ¼r?

Gegeben ist: 
-pH (HCl-LÃ¶sung Anfang) = 2
-pH (HCl-LÃ¶sung Ende) = 5
- Volumen V (HCl-LÃ¶sung Anfang) = 50l

HCl + H2O <--> H3O+ + Cl-

Welche Formeln?
1. pH = -log c(H3O+) 
--> daraus folgt: c(H3O+) = 10 ^-pH   (10 hoch den negativen pH-Wert)

2. n = c * V

Gesucht ist: 
V (HCl-LÃ¶sung "Ende")

LÃ¶sung:
pH = 2  => c(H3O+) = 10^-2
 c(H3O+) = 0.01 mol/L

n(AnfangslÃ¶sung) = c * V = 0.01 Mol/L * 50L  (immer auf die richtigen einheiten achten!)
n(AnfangslÃ¶sung) = 0,5 mol


jetzt haben wir alles nÃ¶tige um das Volumen Ã¼ber die eben benutzten Formeln auszurechnen da beide Stoffmengen, wie man anhand der Reaktionsgleichung sehen kann gleich sind. n(AnfangslÃ¶sung) = n(EndlÃ¶sung)

pH = 5
=> c(H3O+) = 10^-5 = 0,00001

n(EndlÃ¶sung) = c * V
=> V = n/c = 0,5mol/0,00001 mol/L = 50 000 L

Man braucht also 50 000 Liter. Da 1 m^3 1000 Liter sind folgt:

50 000 Liter = 50 m^3. Macht bei 2€ pro m^3 100€

reGnau · Answer

Auweia. Da ein Kubikmeter Wasser im Grunde genommen 100 l Wasser sind, und Wasser praktisch einen pH-Wert von 5 hat, wenn ich mich noch richtig erinnere an den Chemieunterricht, dann darfst Du im Prinzip nicht mehr als einen Tropfen dieser FlÃ¼ssigkeit in das Wasser einleiten... 

Das wÃ¼rde bedeuten, dass Du das ganze auf das Millionenfache wirst verdÃ¼nnen mÃ¼ssen, um einen pH-Wert von 5 zu erreichen. 

und das wiederum wird vermutlich auch einiges an Kosten verursachen... 

Ein Tropfen dieser SÃ¤ure hat maximal ein Gewicht von einem Gramm. Das Gewicht der 50 l wÃ¤re dafÃ¼r relevant, um das zu errechnen, also die molare Masse... hm... da muss ich mich mal bei Wikipedia schlau machen, denn das kann ich so nicht beantworten... 
Aber davon mal abgesehen ist HCL-LÃ¶sung praktisch in jedem Mineralwasser zu finden, also mÃ¼sstest Du, um das ganze zu verdÃ¼nnen Regenwasser nehmen, da dieses Wasser grundsÃ¤tzlich frei von allen Zusatzstoffen ist und dem dann auch wesentlich mehr dieser SÃ¤ure zugefÃ¼hrt werden kann... destilliertes Wasser tuts zur Not auch...

Also Du kannst bis zu 36,46 g in einem Liter Wasser lÃ¶sen. Dann ist allerdings das Wasser mit diesem Stoff gesÃ¤ttigt, allerdings weiss ich nicht, wie dann der pH-Wert des Wassers aussieht.

Chemie Rechnung - ph Wert?

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