Säuren und Basen

Eine Säure ist eine Substanz, die unter Bildung von H3O+ Ionen dissoziiert, wenn sie in Wasser gelöst wird. (Protonendonator)

Eine Base ist eine Substanz, die unter Bildung von HO- Ionen dissoziiert, wenn sie in Wasser gelöst wird. (Protonenakzeptor)

Die Reaktion zwischen einer Säure und einer Base heißt Neutralisation.

Reaktionsprodukte heißen Salze, ihr Kation stammt von der Säure und ihr Anion von der Base.

H3O+ + HO- —> H2O

Cl- + Na+ —> NaCl

Eine Säure-Base Reaktion ist eine Übergabe von Protonen der Säure an die Base

Säuren und Basen können aus Ionen und Molekülen bestehen.

Paare, die durch Aufnahme und Abgabe von Protonen zusammengehören, nennt man konjugierte Säure-Base Paare

Säure 1 + Base 2 —> Säure 2 + Base 1

CH3COOH + H2O —> H3O+ + CH3COO-

Schwefelsäure+Wasser—>Hydroniumion+Acetation

Insgesamt sind an der Reaktion zwei Säuren und zwei Basen beteiligt. Bei der Hinreaktion gibt die Säure 1 ein Proton ab und wird zur Base 1. Gleichzeitig nimmt die Base 2 ein Proton auf und wird zur Säure 2.

Die Säurestärke ist die Tendenz Protonen abzugeben

Die Basestärke ist die Tendenz Protonen aufzunehmen

Wasser ist Säure und Base zugleich:

2H2O —> H3O+ + HO-

Wasser unterliegt also einer Autoprotolyse

Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration

pH = -log_10(H3O+)

Der pOH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Hydroxid-Ionenkonzentration

pOH = -log_10(OH-)

0

2 - Magensäure

4 - Wein

6 - Urin

7 - neutral (Regenwasser)

8 - Blut

10 - Seife

12 - Haushaltsammoniak

14

Farbindikatoren haben je nach pH-Wert einen Umschlagbereich, indem sie die Farbe ändern. Deshalb eignen sie sich gut für die ph-Wert Bestimmung

2 H2O —> H3O+ + OH-

2 NH3 —> NH2- + NH4+

2 HSO4- —> SO4 2- + H2SO4

2 HPO4 2- —> PO4 3- + H2PO4 -

Je stärker eine Säure, desto schwächer ist ihre konjugierte Base und umgekehrt!!!

pH = -log_10(1) = 0

pH = -log_10(0,01) = 2

pOH = 14-pH = 14 - 2 = 12

c(OH-) = 10^(-pOH) = 10^(-12) mol/L

c(OH-) = 1 mol

c(H+) = K_w / c(OH-) = 10^-14 (mol/L)^2 / 1 mol/L = 10^-14 mol/L

pH = -log_10(10^-14) = 14

der Ks Wert ist der Säure Dissoziationswert, dieser gibt die Stärke einer Säure an.

Der pKs Wert ist der neagtive dekadische log. des Ks Werts.

Ks = [H+]*[A-] / [HA]

pKs = -log_10(Ks)

pH = (pKs - log_10(1)) / 2

pH = (4,75 - 0) / 2 = 2,375

n = 0 schwache Säure

n = 1 mittelstarke Säure

n = 2 starke Säure

n = 3 sehr starke Säure

— Je mehr Sauerstoff am Z hängt, desto saurer

ÄP = äquivalente Menge der Reaktanden (gleiche Stoffmenge)

NP = pH=7

neutralisieren = bis zum Neutralpunkt titrieren

Bei der Titration einer schwachen Säure kann diese den pH-Wert in der Nähe des pKs Werts abpuffern und nahezu konstant halten.

stark:

• Chlorsäure

• Salzsäure

• Salpetersäure

• Perchlorsäure

• Bromwasserstoffsäure

schwach:

• Chlorige Säure

• Salpetrige Säure

• Essigsäure

• Borsäure