Biologie und Chemie für Schülerinnen und Schüler am Gymnasium

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Protonenübergänge – Säure-Base-Reaktionen

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Flamme

4. Die Stärke von Säuren und Basen

Die Anwendung des Massenwirkungsgesetzes auf die Protolysegleichgewichte führt uns zu einer allgemeingültigen Charakterisierung von Säure- und Basestärken.
Wir wenden jetzt das Massenwirkungsgesetz (von Guldberg und Waage, 1867) auf die Protolyse einer Säure (HA) an:

HA + H2O Pfeil H3O+ + A-

Formel

Die Konzentration des Wassers c(H2O) in verdünnten Lösungen ist sehr viel größer als die anderen Konzentrationen im Massenwirkungsquotienten. Deshalb kann die Konzentration des Wassers als konstant angesehen werden. Man bezieht also die Konzentration des Wassers c(H2O) in die Gleichgewichtskonstante K ein und erhält eine neue Konstante KS.
KS = K · c(H2O)

Daraus ergibt sich für die Berechnung von KS

Formel

Für das Protolysegleichgewicht einer Base B gilt danach:

B + H2O Pfeil OH- + HB+

Pfeil

Ein großer KS – bzw. KB – Wert (z.B. 109 mol/l) charakterisiert eine sehr starke Säure oder Base.

Ein kleiner KS – bzw. KB – Wert (z.B. 2,45·10-10 mol/l) charakterisiert eine sehr schwache Säure oder Base.

Die Protolysekonstanten nehmen oft Werte über viele Zehnerpotenzen ein. Deshalb wird der negative dekadische Logarithmus der Säure- und Basekonstanten verwendet.

So erhält man den Säureexponenten pKS bzw. den Baseexponenten pKB

pKS = -lg {KS}
pKB = -lg {KB}

(Die geschweifte Klammer bedeutet, dass die Einheit weg gelassen wird.)

Grundlage für die Berechnung von pH-Werten sind die Gleichungen der Säure- und Basekonstanten.

Lies weiter zum Thema Protonenübergänge – Säure-Base-Reaktionen
Punkt 5. Berechnung von pH-Werten wässriger Lösungen sehr starker Protolyte