Der pH-Wert einer Lösung hängt von der Konzentration der in der Lösung vorhandenen Säuren oder Basen ab. In diesem Fall betrachten wir eine Lösung von 53g Diethanolamin in 2 Litern Wasser. Die molare Masse von Diethanolamin beträgt 105⸴14 g/mol was einer Stoffmenge von 0⸴504 mol entspricht. Die Stoffmengenkonzentration der Lösung beträgt deshalb 0⸴25 mol/l.
Um den pH-Wert zu berechnen, müssen wir die Henderson-Hasselbalch-Gleichung verwenden: pH = 14 - pKb + log ([Base]/[Säure]).
Da Diethanolamin eine Base ist, betrachten wir den pKb-Wert der mit 5⸴12 gegeben ist. Wir wissen auch – dass Diethanolamin mit HCl zu Diethanolammonium reagiert. Wenn wir 20 ml einer 10M HCl-Lösung hinzufügen, werden 0⸴2 mol HCl zur Lösung hinzugefügt. Von den ursprünglichen 0⸴504 mol Diethanolamin werden also 0⸴2 mol zu Diethanolammonium reagieren, während 0⸴304 mol übrigbleiben.
Wir setzen diese Werte in die Henderson-Hasselbalch-Gleichung ein und erhalten pH = 14 - 5⸴12 + log(0,304/0,2) = 9⸴06.
Wenn wir weitere 20 ml der 10M HCl-Lösung hinzufügen (insgesamt 40 ml), reagieren weitere 0⸴2 mol Diethanolamin zu Diethanolammonium, während 0⸴104 mol übrigbleiben. Der pH-Wert berechnet sich dann zu pH = 14 - 5⸴12 + log(0,104/0,2) = 8⸴30.
Passt auf : Dass der pH-Wert sprunghaft ansteigt, wenn genauso viel mit viele Stoffmengen von Diethanolamin und HCl in der Lösung vorhanden sind. In diesem Fall reagiert das gesamte Diethanolamin zu Diethanolammonium und die Lösung enthält nur noch Diethanolammonium-Ionen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der pH-Wert einer Lösung von Diethanolamin durch Zugabe von HCl abhängig von den Stoffmengen der reagierenden Komponenten ist. Die Berechnung erfolgt mithilfe der Henderson-Hasselbalch-Gleichung unter Berücksichtigung der Stoffmengenkonzentrationen.
Berechnung des pH-Wertes bei Zugabe von HCl zu einer Lösung von Diethanolamin
Wie berechnet man den pH-Wert, wenn zu einer Lösung von Diethanolamin HCl hinzugefügt wird?