1) pH-Wert für Salzsäure (HCl)  mit 10 mol/L

10 mol/L Salzsäure ist ca. 32%ig\(^1\), sprich konzentrierte Salzsäure. Die Formel \( pH = -log (c_{H_3O^+}) \) gilt für wässrige verdünnte starke Säuren. Für konzentrierte Säuren darf man nicht mehr näherungsweise mit der Konzentration rechnen, sondern müsste die Aktivität (= vereinfacht gesagt, mit einem Faktor korrigierte Konzentration - je konzentrierter, desto mehr Abweichung) in die Formel einsetzen. Der pH-Wert lässt sich also ohne den Aktivitätskoeffizienten nicht mit dieser Formel berechnen.

2) pH-Wert für Salzsäure (HCl) mit \( 10^{-8} \) mol/L

Reines Wasser unterliegt der Eigendissoziation: \(2 H_2O \Leftrightarrow H_3O^+ + OH^- \), es ist neutral und der pH-Wert ist 7. Die Konzentration an \(H_3O^+ \) Ionen in reinem Wasser ist daher \(10^{-7} mol/L\).

HCl dissoziiert in Wasser vollständig: \( HCl + H_2O \Leftrightarrow H_3O^+ + Cl^- \), die saure Wirkung kommt also wieder von den \(H_3O^+ \) Ionen.

Gibt man zu reinem Wasser jetzt entsprechend HCl zu, sodass sich eine \(10^{-8} mol/L\) Salzsäure ergibt, wird die Lösung dadurch nicht basischer. Es entstehen \(10^{-8} mol/L\) \(H_3O^+ \) Ionen. Die Säurewirkung der schon im Wasser vorhandenen \(H_3O^+ \) Ionen ist jedoch stärker da \(10^{-7} > 10^{-8}\). Der pH Wert ist damit annähernd 7.

Quellen:

\(^1\) https://de.wikipedia.org/wiki/Salzsäure