Wie lautet die Säure-Base-Theorie nach Brönstedt bzw. Lowry?
Säuren sind Protonendonatoren
-> geben Protonen ab (H+)
HA + H2O <=> A- + H3O+
Basen sind Protonenakzeptoren
-> nehmen Protonen auf
A- + H2O <=> HA + OH-
Wie laufen Säure-Base-Reaktionen im wässrigen und im nicht wässrigen System ab?
wässriges System
NH3 + H2O <=> NH4+ + OH-
Nicht wässriges System
NH3 + H+ <=> NH4+
Was ist die Grundvoraussetzung für eine Säure-Base-Reaktion?
Protonenübergang, das abgegebene Teilchen muss aufgenommen werden (keine freien Protonen)
=> konjugiertes / korrespondierendes Säure-Base-Paar
Was sind Ampholyte?
Eine besondere Gruppe von Verbindungen können sowohl als Protonendonatoren als auch als Protonenakzeptoren fungieren.
Sie reagieren amphoter.
Abhängig vom Reaktionspartner
Z.B. H2O, Aminosäuren, HSO4-
Was sind mehrprotonige Säuren?
Z.B. HCl = einprotonig, H2SO4 = zweiprotonig, H3PO4 = dreiprotonig
=> Anzahl der H+, die abgegeben werden können
Die Abgabe erfolgt immer schrittweise!
Was ist eine Neutralisation?
Säure + Base -> Salz + Wasser
Was ist eine Dissoziation?
Angeregter oder selbsttätig ablaufender Vorgang der Teilung einer chem. Verbindung in zwei oder mehrere Moleküle, Atome oder Ionen
In geringem Maße auch in Wasser
Wie wird die eigendissoziation von Wasser noch genannt und welcher gesetzmäßige Zusammenhang steckt dahinter?
Autoprotolyse: H2O + H2O <—— -> H3O+ + OH-
Bei 1000 mbar und 25 °C sind in 1 Liter Wasser: 1 x 10^7 mol H+ und 1 x 10 ^-7 mol OH-
Kw = [H+] x [OH-] = 1 x 10^7 mol/l x 1 x 10 ^-7 mol/l = gesetzmäßiger Zusammenhang H+ und OH- Konzentration
Wie verhält sich die H+-Konzentration bei Säuren/Basen?
Säure: ist die H+Konzentration größer als 1 x 10 ^-7
Base: ist die H+Konzentration kleiner als 1 x 10 ^-7
Wie werden Säuren (Basen) unterschieden?
Nach ihrer Wirkung unterscheidet man schwache und starke Säuren (Basen)
Quantitativ wird die Säurestärke als Säurekonstante (Ks) angegeben / Basenkonstante (Kb) => Stoffkonstante
HA + H2O -> A- + H3O+
Ks = c[H3O+] x c[A-] / c[HA]
pKs = neg. Dekadischer Logarithmus des Ks
=> je kleiner der pKs Wert, desto stärker die Säure
(pKs + pKb = 14 <=> Ks x Kb = 1 x 10 ^-14
Definition pH-Wert
Um anzugeben, wie stark sauer oder alkalisch eine Lösung ist
Der pH-Wert ist der neg. Dekadische Logarithmus der aktiven H+-Konzentration
Berechnung pH-Wert
starke Säuren
pH= -log [H3O+]
Achtung: bei z.B. H2SO4 mit 1,3 mol/l -> 2x 1,3 = 2,6 mol/l
Starke Base
pH= 14+log [H3O+]
Wie kann der pH-Wert gemessen werden?
optische Methode (kolorimetrisch)
pH-Indikator
pH-Papier
pH-Stäbchen
pH-Meter mit pH-Elektrode
Spannungsmessungsgerät und Glaselektrode/ Bezugselektrode
Kalibration mit pH-Puffer
Wie lautet die Säure-Base-Theorie nach Arrhenius?
Erste wissenschaftlich geschlossene Säure-Base-Theorie
Säuren bilden in wässriger Lösung H-Ionen bzw Ionen
HA - Wasser-> H+ + A-
Basen bilden in Wasser Hydroxid-Ionen
MOH -Wasser-> M+ + OH-
Beschreibe die Protolyse von Salzen
Protolyse= chemische Reaktion, bei der ein Proton (H+) zwischen zwei Reaktionspartnern übertragen wird
-> aus Salz und Wasser hergestellte Lösungen reagieren oft nicht neutral, sondern sauer oder alkalisch
Die Reaktion ist von der chemischen Zusammensetzung abhängig. Jedes Kation und Anion lässt sich von einer bestimmten Base oder Säure ableiten
Was ist ein Puffer und wozu dient er?
Lösung aus einer schwachen Säure (Base) mit einem völlig dissoziierten Salz derselben Säure (Base)
Puffer sind Elektrolytlösungen, die einen gegen Verdünnung und Säure- oder Basezusatz weitgehend unempfindlichen pH-Wert besitzen
Abfangreaktion von H3O+ bzw OH- Ionen aufgrund von Gleichgewichtsreaktionen
K= [Ac-] x [H3O+] / [HAc]
=> Beispiel: [Ac-] steigt -> K im Ungleichgewicht -> muss wieder ins Gleichgewicht -> [HAc] erhöhen
Nenne Beispiele für Puffersysteme
Blut
PH-Pufferlösung
Nährmedien
Färbungen
Säuremantel “Haut”
Wie lautet die Puffer-Gleichung?
Henderson-Hasselbalchsche Gleichung
pH= pKs + log [A-] / [HA]
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