Schwache Säuren und das Säure-Base Gleichgewicht

Bei schwachen Säuren muss das chemische Gleichgewicht berücksichtigt werden. Die säure-base-reaktion beispiele zeigen, dass hier nur ein Teil der Säure dissoziiert. Die Berechnung erfolgt über das Massenwirkungsgesetz und die Säurekonstante Ks.

Highlight: Bei schwachen Säuren gilt für die H₃O⁺-Konzentration: c(H₃O⁺) = √(c₀(HA) · Ks)

Die pOH-Wert berechnen Formel für schwache Basen folgt einem ähnlichen Prinzip. Der Zusammenhang zwischen pH und pOH ist dabei stets: pH + pOH = 14

Die Brönsted-Theorie der Säuren und Basen

Die Säure-Base-Theorie nach Brönsted definiert Säuren und Basen über den Protonentransfer. Eine Brönsted-Säure ist ein Protonendonator, während eine Brönsted-Base als Protonenakzeptor fungiert. Die dabei ablaufende Reaktion wird als Protolyse bezeichnet.

Highlight: Ampholyte sind Teilchen, die sowohl als Säure als auch als Base reagieren können - sie können Protonen sowohl aufnehmen als auch abgeben.

Eine wichtige Besonderheit der Brönsted-Theorie ist das Konzept der korrespondierenden Säure-Base-Paare. Diese unterscheiden sich stets um ein Proton. Die allgemeine Reaktionsgleichung lautet:

HA + B ⇌ A- + HB+

Titrationen in der quantitativen Analyse

Die Titration ist eine wichtige Methode zur quantitativen Bestimmung von Säuren und Basen. Bei der Durchführung wird eine Maßlösung (Titrator) bekannter Konzentration zu einer Probelösung (Titrand) gegeben, bis der Äquivalenzpunkt erreicht ist.

Vokabular: Der Äquivalenzpunkt bezeichnet den Moment, an dem Säure und Base in stöchiometrischen Mengen vorliegen.

Für eine präzise Durchführung benötigt man:

• Bürette und Bürettenhalter
• Becherglas und Erlenmeyerkolben
• Magnetrührer mit Rührfisch
• Präzisionswaage
• Geeigneten Indikator

Die Dokumentation erfolgt in einem standardisierten Protokoll mit Überschrift, Versuchsgeräten, verwendeten Chemikalien und Durchführung.

Laborausstattung für Säure-Base-Titrationen

Die korrekte Durchführung einer Säure-Base-Reaktion erfordert eine präzise Laborausstattung. Der grundlegende Versuchsaufbau für eine Titration besteht aus mehreren essentiellen Komponenten, die für genaue Messergebnisse unerlässlich sind.

Definition: Eine Titration ist ein analytisches Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Konzentration einer Lösung durch kontrollierte Zugabe einer Maßlösung bekannter Konzentration.

Im Zentrum des Aufbaus steht die Bürette, die in einem Bürettenhalter fest montiert wird. Diese ermöglicht die präzise Zugabe der Maßlösung (Titrator) zur Probelösung (Titrand). Die Maßlösung hat eine exakt bekannte Konzentration und wird für die pH-Wert Berechnung verwendet. Der Titrand befindet sich in einem Becherglas oder Erlenmeyerkolben und enthält neben der zu untersuchenden Substanz auch einen geeigneten Indikator.

Für eine gleichmäßige Durchmischung während der Titration wird ein Magnetrührer mit Rührfisch eingesetzt. Dies gewährleistet eine homogene Verteilung der zugegebenen Maßlösung und ermöglicht die präzise Bestimmung des Äquivalenzpunktes. Bei der Säure-Base-Reaktion zeigt der Farbumschlag des Indikators den Endpunkt der Titration an.

Hinweis: Die Wahl des richtigen Indikators ist entscheidend für die Genauigkeit der Titration. Der Umschlagsbereich des Indikators muss im Bereich des Äquivalenzpunktes der Säure-Base-Reaktion liegen.