Säurestärke: Unterschied zwischen den Versionen
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Als Formel: {{Formel|1=p''K''<sub>S</sub> = 2{{*}}pH + lg ''c''(HA)}} bzw. {{Formel|1=pH = 1/2{{*}}(p''K''<sub>S</sub> - lg ''c''(HA))}} | Als Formel: {{Formel|1=p''K''<sub>S</sub> = 2{{*}}pH + lg ''c''(HA)}} bzw. {{Formel|1=pH = 1/2{{*}}(p''K''<sub>S</sub> - lg ''c''(HA))}} | ||
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Anhand dieses mathematischen Zusammenhanges lässt sich der p''K''<sub>S</sub>-Wert experimentell bestimmen, siehe Berechnungsbeispiel. Eine umfassende Zusammenstellung der p''K''<sub>S</sub>-Werte als [http://www.kass-net.de/download/pkb_pks.xls Excel-Tabelle von Franz Kass.] | Anhand dieses mathematischen Zusammenhanges lässt sich der p''K''<sub>S</sub>-Wert experimentell bestimmen, siehe Berechnungsbeispiel. Eine umfassende Zusammenstellung der p''K''<sub>S</sub>-Werte als [http://www.kass-net.de/download/pkb_pks.xls Excel-Tabelle von Franz Kass.] | ||
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Ausgangskonzentration der [[Essigsäure]] lt. Hersteller: ''c'' = 10<sup>-2</sup> mol '''·''' L<sup>-1</sup> ; gemessener pH-Wert = 3,4. | Ausgangskonzentration der [[Essigsäure]] lt. Hersteller: ''c'' = 10<sup>-2</sup> mol '''·''' L<sup>-1</sup> ; gemessener pH-Wert = 3,4. | ||
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Geg.: c(Essigsäure) = 10<sup>-2</sup> mol '''·''' L<sup>-1</sup>; pH = 3,4. | Geg.: c(Essigsäure) = 10<sup>-2</sup> mol '''·''' L<sup>-1</sup>; pH = 3,4. | ||
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== Basenkonstante == | == Basenkonstante == | ||
| − | Starke Basen protolysieren im Wasser vollständig. Bei schwächeren hingegen stellt sich ein Protolysegleichgewicht ein -> ''K<sub>B</sub>''. Oft verwendet man auch den | + | Starke Basen protolysieren im Wasser vollständig. Bei schwächeren hingegen stellt sich ein Protolysegleichgewicht ein -> ''K<sub>B</sub>''. Oft verwendet man auch den p''K''<sub>B</sub>- Wert : |
B(aq) + H<sub>2</sub>O <--> HO + OH<sup>-</sup> | B(aq) + H<sub>2</sub>O <--> HO + OH<sup>-</sup> | ||
| − | K<sub>B</sub>= c(HB<sup>+</sup>) * c(OH<sup>-</sup>) / c(B) ;pK<sub>B</sub> = -lg K<sub>B</sub> | + | ''K''<sub>B</sub>= c(HB<sup>+</sup>) * ''c''(OH<sup>-</sup>) / ''c''(B) ;pK<sub>B</sub> = -lg ''K''<sub>B</sub> |
| − | Der | + | Der p''K''<sub>S</sub>-Wert + den p''K''<sub>B</sub>-Wert müssen zusammen immer = 14 ergeben. |
== Mehrprotonige Säuren == | == Mehrprotonige Säuren == | ||
Version vom 12. Dezember 2011, 23:14 Uhr
| Säurestärke | ||
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| Säure-Base-Reaktionen | pH-Wert-Berechnung | |
Vergleicht man verschiedene Säuren gleicher Konzentration (z. B. Salzsäure mit Essigsäure), ergeben sich unterschiedliche pH-Werte (s. Versuch). Diese Beobachtung lässt sich über die Säurestärke erklären:
Inhaltsverzeichnis
Allgemeines
Die Säurestärke oder Acidität gibt an, in welchem Umfang eine Säure in Wasser protolysiert, d. h. die in der Säure enthaltenen H+-Ionen tatsächlich abgespalten werden.
- Starke Säuren wie Salzsäure protolysieren im Wasser vollständig.
- Schwache Säuren wie Essigsäure hingegen protolysieren im Wasser nur zum Teil, der pH-Wert ist höher (= weniger sauer), als sich nach Konzentration der Säure erwarten lässt.
pKS-Werte
Der pKS-Wert ist ein Maß für die Säurestärke. Je niedriger der pKS-Wert, desto stärker (protolysiert) ist die Säure, siehe Tabelle.
Der pKS-Wert ist der pH-Wert, bei dem 50 % der Säure dissoziiert ist, d. h. die Hälfte aller in der Säure enthaltenen H+-Ionen frei in wässriger Lösung vorliegen.
Als Formel: pKS = 2 · pH + lg c(HA) bzw. pH = 1/2 · (pKS - lg c(HA))
Der pKS-Wert leitet sich als negativer dekadischer Logarithmus (vgl. pH-Wert) von der Säurekonstanten KS ab: pKS = -lg KS.
Anhand dieses mathematischen Zusammenhanges lässt sich der pKS-Wert experimentell bestimmen, siehe Berechnungsbeispiel. Eine umfassende Zusammenstellung der pKS-Werte als Excel-Tabelle von Franz Kass.
Berechnungsbeispiel
Am Beispiel der Essigsäure soll der pKS-Wert experimentell bestimmt werden:
Ausgangskonzentration der Essigsäure lt. Hersteller: c = 10-2 mol · L-1 ; gemessener pH-Wert = 3,4.
Also:
Geg.: c(Essigsäure) = 10-2 mol · L-1; pH = 3,4.
Ges.: pKS(Essigsäure)
Lösung: pKS = 2 · pH + lg c(HA)
Einsetzen: pKS = 2 · 3,4 + lg 10-2
Ausrechnen: pKS = 6,8 + (-2) = 4,8
Antwort: Der pKS-Wert von Essigsäure beträgt 4,8.
Basenkonstante
Starke Basen protolysieren im Wasser vollständig. Bei schwächeren hingegen stellt sich ein Protolysegleichgewicht ein -> KB. Oft verwendet man auch den pKB- Wert :
B(aq) + H2O <--> HO + OH-
KB= c(HB+) * c(OH-) / c(B) ;pKB = -lg KB
Der pKS-Wert + den pKB-Wert müssen zusammen immer = 14 ergeben.
Mehrprotonige Säuren
Ein Beispiel für einen mehrprotonige Säure ist die Schwefelsäure (H2SO4) und Phosphorsäure (H3PO4). Die Moleküle dieser Säuren sind in der Lage, mehr als ein Proton abzugeben ->(mehrprotonige Säuren). Deswegen protolysieren diese Säuren in mehreren Stufen.
Beispiel Protolyse der 2-protonigen Schwefelsäure:
1. Schritt: In wässriger Lösung bilden sich Hydrogensulfat-Ionen (HSO4-).
2. Schritt: Bei höherem pH-Wert bilden sich Sulfat-Ionen (SO42-).
-> 1. Protolysestufe: H2SO4 + H2O <-> H3O+ + HSO4-
-> 2. Protolysestufe: HSO4- + H2O <--> H3O+ + SO42-
Dies sind Säuren im Sinne Brönsteds: Ionen, deren Ursprung aus der Protolyse mehrprotoniger Säuren stammen und die selbst noch ein Proton abgeben können. Nun lässt sich auch für sie ein pKS-Wert angeben. Das Hydrogensulfat-Ion ist mit einem pKS = 1,8 eine relativ starke Säure.
ABER dieses Ion kann auch als Base reagieren. Und zwar durch die Aufnahme eines Protons. Die Reaktionsrichtung wird stets durch den jeweiligen Reaktionspartner bestimmt und angegeben. Im Zusammenschluss mit Ammoniak-Ionen reagieren Hydrocarbonat-Ionen z. B. als Säure. Mit Essigsäure, welche stärker ist reagieren sie wiederum als Base.
Versuch
"Haben gleich konzentrierte Säuren wirklich unterschiedliche pH-Werte?"
Materialien: Schutzbrille, 2 Bechergläser, 2 pH-Stäbchen, wenige ml zweier gleichkonzentrierter Säuren
In das eine Becherglas werden wenige ml von der einen Säure gegeben und in das andere Glas wenige ml von der anderen Säure. Nun wird mit Hilfe der pH-Stäbchen getestet, ob diese gleichkonzentrierten Säuren wirklich unterschiedliche pH-Werte haben, indem jeweils ein pH-Stäbchen in eine Säure gehalten wird und die jeweiligen pH-Werte abgelesen werden können.
Nun kann die Ausgangsfrage sicher beantwortet werden ...
Weblinks
- Säurestärke als Google-Suchbegriff
- Säurestärke in der Wikipedia
- Säurestärke hier in bs-wiki.de mit Google
- Säurestärke als Youtube-Video
| Im Chemiebuch ... | ||
|---|---|---|
| findest Du weitere Informationen zum Thema Säurestärke: | ||
Chemie FOS-T
auf Seite |
Chemie heute
auf Seite |
Elemente Chemie
auf Seite |
- Eine umfassende Zusammenstellung der pKS- und pKB-Werte als Excel-Tabelle von Franz Kass.
Dieser Artikel wurde verfasst von: --Blume,--Tascha,--Daddy 12:13, 9. Jan 2006 (CET)
