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Zusammenfassung Protolysegleichgewichte (Säure-Basen)
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Zusammenfassung mit Definitionen und Schaubildern, um die Zusammenhänge zu veranschaulichen sowie schrittweisen Anleitungen bei Berechnungen.
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JacksonO
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bvkZusammenfassung Säure Basen /Protolysegleichgewichte:Def: Säure: Teilchen die bei einer Reaktion Protonen abgeben, also als Protonendonator
reagieren, sind Säuren
Def: Base: Teilchen die bei einer Reaktion Protonen aufnehmen, also als Protonenakzeptor
reagieren, sind Basen.
Wichtig: Bronsted versteht unter Säuren bzw. Basen keine Stoffklassen, es sind lediglich die
Funktion bzw. Fähigkeit von Teilchen Protonen entweder aufzunehmen oder abzugeben.
Def: Protolyse: Reaktionen bei denen Protonen von Säuren auf Basen übergehen heißen
Protolyse.
Def: Ampholyte: Teilchen die je nach Reaktionspartner als Säure oder als Base reagieren
können, heißen Ampholyte.
Aufbau/Bedingungen von Säuren und Basen:
Säuren müssen mindestens ein Proton besitzen, das über eine Elektronenpaarbindung mit
einem stark elektronegativen Atom verbunden ist → die Bindung ist sehr polar und deshalb
relativ leicht aufzubrechen
Basen müssen mindestens ein freies Elektronenpaar besitzen, an dass das Proton angreifen
und somit binden kann.
Korrespondierende Säuren/Basen:
Bei einer Protolysereaktion kommt es zur Übertragung von Protonen von den Säuren auf die
Basen. Die Base die das Proton aufnimmt, besitzt nach der Protolyse jetzt natürlich ein Proton.
Somit erfüllt sie Bedingung einer Säure, nämlich ein
Proton zu besitzen, was abgegeben werden kann.
→ durch die Protonenübertragung (frei werdendes
Elektronenpaar) wird die Säure zu
korrespondierenden Base
→ durch die Protonenaufnahme wird die Base zu
korrespondierenden Säure (Proton könnte
wieder abgegeben werden)
Autoprotolyse des Wassers:
Auch Wassermoleküle sind Ampholyte/ amphotere Teilchen, sie können also als Säure oder als
Base reagieren.
Von dieser Reaktion lässt sich auch das Massenwirkungsgesetz aufstellen.
Durch einen Test der elektrischen Leitfähigkeit weiß man, dass auch
reinstes Wasser Ionen enthält, aber nur sehr wenig, wodurch die
Leitfähigkeit nicht sehr gut ist.
Das Gleichgewicht liegt also sehr stark auf der Eduktseite, der Seite des Wassers → die
Konzentration an Oxonium- bzw. Hydroxidionen ist sehr gering. Wegen der sehr viel höheren
Konzentration an Wasser kann Wasser als Konstante aus dem MWG rausgezogen werden
Das Produkt der Konzentrationen von Oxonium- und Hydroxidionen bezeichnet man als
Ionenprodukt des Wassers. Bei 25 °C ist
, Der pH-Wert und der pOH-Wert:
Aus der Autoprotolyse des Wassers weiß man, dass die Konzentration von Oxonium- und
Hydroxidionen immer zusammenhängt.
Def: pH-Wert: der pH-Wert ist der mit -1 multiplizierte dekadische Logarithmus des
Zahlenwertes der Konzentration c der H3O+ Ionen in mol/l.
Def: pOH-Wert: der pOH-Wert ist mit -1 multiplizierte dekadische Logarithmus des
Zahlenwertes der Konzentration c der OH- Ionen in mol pro Liter.
Addiert müssen ph und pOH immer 14 ergeben (Kw).
Ist der pH-Wert einer wässrigen Lösung bekannt, und man möchte die Konzentration c(H3O+)
herausfinden, muss man einfach
Stärke von Säuren und Basen:
Verschiedene Säuren und Basen haben bei gleicher Anfangskonzentration unterschiedliche pH-
bzw. pOH-Werte. Das liegt daran, dass nur bei starken Säuren auch wirklich alle Säureteilchen
ihr Proton abgeben (man sagt, dass die Säure vollständig deprotoniert). Bei schwachen Säuren
gibt eben nur ein Teil der Säureteilchen auch wirklich ihr Proton ab. Bei Basen ist es dasselbe
Phänomen: bei starken Basen nehmen alle Teilchen ein Proton auf, bei schwachen Basen eben
nur ein Teil.
Säure- und Basenkonstanten KS und KB
Um die Stärke von Säuren und Basen zu vergleichen hat man sich verschiedene Konstanten
überlegt. Damit die Ergebnisse auch vergleichbar sind, wird immer Wasser als Reaktionspartner
gewählt.
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