MINT lernen

Übungen: pH-Werte berechnen

Starke und schwache Säuren und Basen, Näherung und exakte Lösung — zehn Übungen, bis jede Rechnung sitzt.

Dein Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1

Übungsaufgaben

Zehn Übungen von AFB I bis AFB III — jede gibt dir sofort Rückmeldung, bei Schwierigkeiten helfen zwei gestufte Tipps.

A1
Salpetersäure im Labor
AFB I

Berechnen Sie den pH-Wert einer Salpetersäure mit \(c_0 = 0{,}025\) mol/L.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
HNO₃ ist eine starke Säure: c(H₃O⁺) = 0,025 mol/L, pH = −lg 0,025 = 1,60.
Ansatz: Starke Säure: c(H₃O⁺) = c₀.
Weiter: lg 0,025 ≈ −1,6.
A2
Starke Säuren und Basen
AFB I

Ordnen Sie jeder Lösung den pH-Wert zu (25 °C).

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Bei Laugen erst pOH, dann pH = 14 − pOH. Ba(OH)₂ liefert zwei OH⁻: c(OH⁻) = 0,010 mol/L → pH 12.
Ansatz: Laugen über pOH.
Weiter: Ba(OH)₂ enthält zwei Hydroxid-Ionen.
A3
Stimmt's? — Welche Formel wann?
AFB I

Entscheiden Sie jeweils, ob die Aussage stimmt.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Starke Säure: −lg c₀. Schwache Säure: ½(pKs − lg c₀), wenn α klein ist. Laugen immer über pOH.
Ansatz: Welche Annahme steckt in jeder Formel?
Weiter: Laugen: erst pOH.
A4
Blausäure in Bittermandeln
AFB II

Eine Blausäure-Lösung (HCN) hat \(c_0 = 0{,}050\) mol/L, pKs = 9,21. Ermitteln Sie den pH-Wert und den Protolysegrad.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. lg c₀ =
  2. pH =
  3. α = %
pH = ½(9,21 + 1,30) = 5,26; c(H₃O⁺) = 5,6 · 10⁻⁶ mol/L; α = 5,6 · 10⁻⁶ / 0,050 = 0,011 %. Die Näherung ist damit bestens erfüllt. Fehlerquelle: lg c₀ mit falschem Vorzeichen einsetzen.
Ansatz: pH = ½(pKs − lg c₀), lg c₀ ist negativ.
Weiter: α = 10^(−pH) mol/L : c₀.
A5
Ammoniak-Lösung
AFB II

Eine Ammoniak-Lösung hat \(c_0 = 0{,}20\) mol/L; pKb(NH₃) = 4,75. Bestimmen Sie den pH-Wert.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
pOH = ½(4,75 − lg 0,20) = ½(4,75 + 0,70) = 2,72; pH = 14 − 2,72 = 11,28. Häufiger Fehler: 2,72 als pH angeben.
Ansatz: Schwache Base: erst pOH.
Weiter: pH = 14 − pOH.
A6
Der Lösungsweg
AFB II

Stellen Sie den Lösungsweg für den pH-Wert einer schwachen Säure in der richtigen Reihenfolge dar.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Protolysegleichung aufstellen
2Ks-Ausdruck notieren
3c(A⁻) = c(H₃O⁺) setzen
4c(HA) ≈ c₀ annehmen
5c(H₃O⁺) = √(Ks · c₀) berechnen
6pH = −lg c(H₃O⁺) bilden
7α berechnen und Annahme prüfen
Die Prüfung von α gehört ans Ende — erst dann weiß man, ob die Annahme c(HA) ≈ c₀ gerechtfertigt war.
Ansatz: Vom Gleichgewicht zur Formel.
Weiter: Die Kontrolle kommt zuletzt.
A7
Mix: Protolysegrad als Prüfstein
AFB II

Untersuchen Sie mit dem Protolysegrad (3.2.4), ob die Näherung reicht oder exakt gerechnet werden muss.

Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Säure (pKs), c₀ in mol/LNäherungexakt
HCN (9,21), 0,01
HNO₂ (3,35), 0,01
HCOOH (3,75), 1,0
Chloressigsäure (2,87), 0,01
HF (3,17), 0,001
H₂S (7,0), 0,1
α ≈ √(Ks / c₀): 0,02 % · 19 % · 1,3 % · 31 % · 55 % · 0,1 %. Kleiner pKs und kleines c₀ machen α groß — dann versagt die Näherung.
Ansatz: Schätzen Sie α ≈ √(Ks / c₀) ab.
Weiter: Grenze: α = 5 %.
A8
Fehlersuche: salpetrige Säure
AFB III

Salpetrige Säure, \(c_0 = 0{,}050\) mol/L, pKs = 3,35. Überprüfen Sie die Rechnung und markieren Sie die falschen Zeilen.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Die Näherung nimmt c(HA) = c₀ an und überschätzt damit c(H₃O⁺) — exakt liegt der pH-Wert immer etwas höher.
Ansatz: Rechnen Sie jede Zeile nach.
Weiter: Drei Zeilen sind falsch.
A9
Verdünnen in Formeln
AFB III

Leiten Sie aus den Formeln her, um wie viel der pH-Wert beim Verdünnen steigt (Näherung jeweils gültig).

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = steigt um 0,5, 2 = steigt um 1, 3 = steigt um 1,5, 4 = steigt um 2, 5 = steigt um 3. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = steigt um 0,55 = steigt um 3
starke Säure, 100-fach verdünnt
schwache Säure, 100-fach verdünnt
schwache Säure, 10-fach verdünnt
starke Säure, 1000-fach verdünnt
schwache Säure, 1000-fach verdünnt
Starke Säure: ΔpH = Δ(−lg c₀). Schwache Säure: ΔpH = ½ · Δ(−lg c₀) — wegen des Faktors ½ nur halb so viel.
Ansatz: Faktor 10 in c₀ = eine Einheit in lg c₀.
Weiter: Bei der schwachen Säure halbiert der Faktor ½ den Effekt.
A10
Trickaufgabe: Salzsäure mit pH 8?
AFB III

Salzsäure wird auf \(c_0 = 1{,}0 \cdot 10^{-8}\) mol/L verdünnt. Wenden Sie das Ionenprodukt des Wassers an und berechnen Sie den pH-Wert (25 °C).

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Nicht 8! Die Autoprotolyse liefert mehr H₃O⁺ als die Säure. Ansatz: c(H₃O⁺) = c₀ + c(OH⁻) und c(OH⁻) = Kw / c(H₃O⁺) → x² − 10⁻⁸ x − 10⁻¹⁴ = 0 → x = 1,05 · 10⁻⁷ mol/L, pH = 6,98.
Ansatz: Eine Säure kann nie alkalisch werden.
Weiter: Ladungsbilanz: c(H₃O⁺) = c(Cl⁻) + c(OH⁻).