Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 10.01.2020, 11:12   #1   Druckbare Version zeigen
tiine weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 45
pH-Wert einer Aminosäure

Hallo,

ich habe folgende Aufgabenstellung:

Berechnen Sie den pH-Wert der folgenden wässrigen Lösung von Aminosäure:
Phenylalanin; 0,002M, pKs1 = 1,83, pKs2 = 9,13

Mein Ansatz:

C9H11NO2 + H2O = H3O(+) + C9H10NO2(-)
C9H10NO2(-) + H2O = H3O(+) + C9H9NO2(2-)

Es müssen beide pKa Werte berücksichtigt werden, da der Unterschied zu klein ist.

Leider weiß ich nicht, wie ich aus 2 pKa-Werten einen pH-Wert berechnen kann .

Bitte um eure Hilfe.
tiine ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.01.2020, 14:47   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.723
AW: pH-Wert einer Aminosäure

Der pH Wert ergibt sich aus dem arithmetischen Mittel der pK Werte.

http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?t=230975
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.01.2020, 17:51   #3   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.357
AW: pH-Wert einer Aminosäure

in ergaenzung:

Zitat:
Es müssen beide pKa Werte berücksichtigt werden, da der Unterschied zu klein ist.
- richtig ist, dass beide pKs-werte zu beruecksichtigen sind
- falsch ist, dass dies deshalb so sein muss, weil der unterschied der pKs-werte -NH3+ ./. -COOH zu klein waere: {\Delta} pKs > 7 ist nicht "klein", sondern beschreibt im gegenteil einen "staerkeunterschied" der beiden K-werte von ca. faktor 107 !
- richtig waere hingegen, dass es sich um ein amphoteres molekuel handelt, und dass deshalb die beiden entsprechenden gruppen mit zu beruecksichtigen sind
- richtig ist auch der vorschlag von Nobby, dass man bei grossem {\Delta} pKs (allgemein akzeptiert: {\Delta} pKs > ca. 3 : das were hier mehr als uebererfuellt) sodann mit der vereinfachten amphoterenformel gut-naeherungsweise ansetzen kann

{\to} man beachte jedoch, dass die vereinfachte amphotenenformel ein konzentrationsunabhaengiges resultat liefert !

... und deine aufgabenstellung scheint jedoch nicht nach einer solchen naeherungsloesung zu verlangen, da dort explizit eine konzentration c0 des phenylalanins angegeben ist ( es sei denn, diese angabe waere reines nebelwerfen)

die genauere loesung unter beruecksichtigung auch der konzentration ist mathemathisch etwas aufwendiger. den allgemeinen loesungsansatz ( incl. herleitung) am beispiel des alanins findest du hier: link

fuer phenylalanin saehe das analog wie folgt aus:

{[H^+] \ + \ \frac {c_0 (C_9H_{11}NO_2) \ *  \ [H^+]^2 }{[H^+]^2 \ + \ [H^+] * K_{S1} \ + \ K_{S1}K_{S2}} \ = \ \frac {K_W}{[H^+]} \ + \ \frac {c_0 (C_9H_{11}NO_2) \ *  \ K_{S1}K_{S2} }{[H^+]^2 \ + \ [H^+] * K_{S1} \ + \ K_{S1}K_{S2}} }

{\to} entsprechende Ks-werte des phenylalanins, gegebene initialkonzentration c0 sowie KW einsetzen und term bzgl. H+ berechnen
(z.b. online mit wolfram alpha , sofern du net zufaellig selbst nen TR besitzt der solche terme knacken kann)


gruss

Ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.01.2020, 12:08   #4   Druckbare Version zeigen
tiine weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 45
AW: pH-Wert einer Aminosäure

Vielen Dank für eure Hilfe.

Der pH-Wert wäre dann 5,48.

Danke.
tiine ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.01.2020, 13:14   #5   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.357
AW: pH-Wert einer Aminosäure

Zitat:
Zitat von tiine Beitrag anzeigen
Der pH-Wert wäre dann 5,48.
das ist korrekt

... und zwar interessanterweise bis auf die 2. nachkommastelle des pH identisch, in sowohl dem naeherungsansatz wie auch in der exakteren behandlung.

die von Nobby fuer die problembehandlung vorgeschlagene formel liefert also eine excellente naeherung fuer diesen fall


gruss

Ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 12.01.2020, 09:37   #6   Druckbare Version zeigen
tiine weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 45
AW: pH-Wert einer Aminosäure

vielen Dank für eure Hilfe
tiine ist offline   Mit Zitat antworten
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