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Säure-Base, Puffer, Titration, pH Wert

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Säure-Base, Puffer, Titration, pH Wert

 Säure-Base-Theorie
Säuren
Base=
Beispiel:
Molekül, dass ein Proton (H+-
Protonen-Donator (obgibt, nennt man säure
Korrespondierende Säure-B

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Säure-Base-Theorie Säuren Base= Beispiel: Molekül, dass ein Proton (H+- Protonen-Donator (obgibt, nennt man säure Korrespondierende Säure-Base-Paare: Reaktion ist eine Gleichgewichtsreaktion ein Säure-Base-Paar bestent aus einer protonenreicheren und einer protonenärmeren Form derselben Grundverbindung allgemein: Essigsäure CH₂COOH Säure 1 Protonen- Donator Protonen - Akzeptor Säure Hinreaktion: Sävure Rüdureaktion: Säure Base 2. 1 gibt ein Proton on Base 2 ob 2 gibt ein Proton + Wasser H₂O Base 2 Korrespondierendes Sawc-Base - Poor 16. 16. Ian Base 1 ab Acetat Ion CH₂COO Base 1. Base 1 + Säure 2 konjugiertes, Säure-Base-Paar korrespondierendes Säme-Base-Paar + + Protonen- Akzeptor ↑ Brönstedt (Protonen übertragungs reaktion) Oxonium-Ion H₂0+ Säure 2 Den Protonenübergang zwischen Säure und Base nennt man PROTO LYSE. ! es wird nur 1. Ht-lon übertragen. Ampholyt: ein Teilchen, das sowohl als Säure als auch als Base reagieren kann (H₂O, HCO₂...) pH-Wert ...gibt an, wie viele Protonen (H*-Ionen) bzw. Oxonium-lonen (H₂0*) in einer Lösung sind. wird berechnet durch den negativen dekadischen Logarithmus der Protonenkonzentration. Definition: Eine saure Lösung hat eine große Vonzentration an Protonen (H*-tonen). P.H pH-Skala: Säure Istark sauer - = viele H₂0-lonen 1 2 3 4 5 (c(H*)) oder - log₁. (c(H+)) www.blutwert.net Referenzelektrode Elektrolyt H₂0* und OH im Gleichgewicht schwach sauer Wasser 6 7 neutral Messelektrode Innenpuffer 8 Bestimmen (durch Indikatoren und pH-Messgerät) Diaphragma Glasmembran schwach alkalisch Säure-Base Indikatoren: ... sind Farbstoffe, die in sauren, neutralen oder alkalischen Lösungen ihre Farbe ändern. haben individuelle Farben und Umschlagsbereiche die forbe ändert (Bereich, in dem sich zeigen den ungefähren PH-Wert. pH-Messgerät: pH-Meter ist ein Messgerät, mit dem der pH-Wert sehr genau bestimmt und angezeigt werden kann. Der pH-Wert wird hier elektrochemisch bestimmt. pH = -log₁0 (c(H₂0+)) wenige W₂0¹-lonen 9 10 11 12 13 14 Lo daraus lässt sich der pH-Wert berechnen Lauge Prinzip - einer galvanischen Zelle -Messgerät misst Spannung der Halbzellen Spannung u ist abhängig von der H₂0-lonenkonzentration I stark...

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I alkalisch Diese Protonen reagieren mit dem Wasser der Lösung zu Oxonium-Ionen (H₂0- lonen). pH Eine alkalische Lösung hat dagegen eine kleine Konzentration an Protonen bzw. H₂0+ - lonen. H30+ pH-Wert Berechnung: Welchen pH-Wert hat eine Lösung mit folgender Konzentration? C(H+) = 0,01 mol = 1.10² mol H+ + H₂O → = -log₁0 (0,01) = 2 oder 10-2 Messelektrode befindet sich in einer Pufferlösung. Die Glasmembran unten lässt Ionen durch. Je nach Konzentration der H₂0-lanen in der Lösung um das pli-Meter, hat die Zelle ein unterschiedliches elektrisches Potenzial. In der Lösung bilden die beiden Elektroden eine galvanische Zelle. →2 Elektroden: Messelektrode & Referenzelektrode => Lösung ist sehr sauer. Die Referenzelektrode besteht meistens aus einer Silber-Silber- chlorid-Halbzelle. Diese hat ein konstantes Elektroden- potenzial. Die Halbzelle besitzt noch ein Diaphragma, das Ionen zwischen der Halbzelle und der Lösung um das pH-Meter austauschen kann. Autoprolyse H₂O + H₂O Gleichgewicht stark auf der Eduktseite MWG Berechnung des Gleichgewichts mit MWG K= 3 K des Wassers = H30+ + OH Konzentration (Produkte) Konzentration (Edukte Ionenprodukt des Wassers: H₂O + H₂O = H30+ + OH- agieren) Wasser ist ein Ampholyt (= kann als Säure und als Base Autoprolyse ist die Säure-Base-Reaktion eines Stoffes mit sich selbst c (H₂O+) - C(OH) C(₂0) c (H₂O) •da c(H₂O) konstant angesehen wird, wird es in K integriert bei 25°C => C(H₂0*) = C(OH) = 107 mal - lg lc (H₂0¹)) = pH-Wert 10-PH = C (W₂0¹) PH + POH 14 -14 'mol² L² bei 25°C und Standarddruck ist Kw = 10°^ =>.K= ist К-3,3- 10-18 PH + Herleitung: -14 mol² [H₂0] [OH-] = 10¹" al lig L² lg ([1₂0])+ 1g ([ou])= -14 1.(-1) = 14 рон Die geringe Eigendissoziation des Wassers wird auch als Autoprolyse bezeichnet. Austausch von Protonen zwischen 2 Wasser molekülen Es entsteht ein Oxonium-Ion und ein Hydroxid-lon. LEIT FÄHIGKEIT: Die Autoprolyse ist für die Leitfähigkeit des Wassers verantwortlich; da Ionen entstehen (bei destilliertem Wasser) → bei Trinkwasser liegen noch andere Ionen vor (Natrium bspw.), sodass die Leitfähigkeit höher ist. c (H₂0*) ·C(OH) • (H₂O) c(H₂O) (da K<1 ist, liegt das Gleichgewicht stark auf der Eduktseite) Kw = c(H₂0+) · C(OH) Stärke von Säuren & Basen PH-Wert ist nicht das Maß der Säure- bzw. Basestärke, da er konzentrationsabhängig ist Maß für die Stärke eine Säure/Base STARKE Säuren und Basen SCHWACHE Säuren und Basen Herleitung des Ks-Wertes: она, Säure Ks Base (aq) B (09) ·_c (H₂₂ 0+) · c (A) C(HA) (₂0) Herleitung des Kg - Wertes: KB = + H₂0 (₁) = H₂O + (am) + A (aq) & Base + H₂0 (1) = HB₁00) + Olt (aq) (09) * 06 pks /pkg ≤0 4-10 Beispiel: *c (H₂O) ist konstant c (HB)-c (OH) c(B) Säure konstante Ks / Basen konstante K. (wie Kc, nur dass Wasser constant) ist und in sind in Wasser (fast) vollständig protolysiert. protolysieren in Wasser unvollständig → es stellt sich ein Protolysegleichgewicht ein. СН3 СООН pks = 4,65 Ks => pKs = -lg mol-1" Voraussage des Protolyse gleichgewichts: HA+B= A¯ + HB+ Scaune Base Base Sâure => pkg = sehr stark (sehr) schwach Vergleich von + NH ở CH 3 COO CH3COO -19 mol.1-₁ Je größer also Ks und je kleiner der pks ist, desto mehr ist die Lage des GG nach rechts verschoben LD deste stärker ist die Säure! + + Như Je größer also kB und je kleiner pkg ist, der mehr ist die Lage des GG nach rechts verschoben. Lo desto stärker die Base für ein korrespondierendes Säure-Base-Paar gilt: pks (HA) + pkB (A) = 14 pks (HA) und pks (HB*): pks = 9,37 GG auf dieser Seite (wie bei pH + pOH = 14) Ist HA die stärkere Säure, ist die Lage des GG nach rechts verschoben Ist HB die stärkere Säure, so ist die Lage des GG nach links verschö ben. pH- Berechnungen Nur für starke und für schwache Säuren und Basen von einer starken Säure/Base in wässriger Lösung. a) Starke Säure: pH HA (04) + H₂O (L) -Lg (C. (HA)) b) Starke Base B₁ags + H₂0₁₂ HB t (aq) (aq) рон pOH = -19 (C₂(B)) H₂O + + A² (₂) HA + + OH (09) pH = 1/2 · (pks ½ von einer schwachen Säure in wässriger Lösung: H₂O = H₂O+ + A- HA ist kaum protolysiert C(HA) = Co. (HA) • Die H₂0-lonen werden vernachlässigt · (pKs - lg (c. (HA))) Vereinfachungen: • HA ist fast vollständig protolysiert: c (H₂0*) * C₂ (HA) • die H₂0-lonen aus der Autoprolyse des Wassers werden vernachlässigt. ) Indikatoren Vereinfachungen: ist fast vollständig protolysiert: c(OH) = co( B) • die Off-lonen aus der Autoprolyse des Wassers werden vernachlässigt + In Experimentelle Bestimmung! des pH-Wertes Anfangs konzentration universalindikatoren ...Sind organische schwache Säuren oder Basen, deren korrespondierende Base / Säure eine andere Farbe besitzen Protolysegleichgewicht: (in wässriger Lösung) Hln + H₂0 H₂0+ Mischfarbe zwischen Farbe 1 und Farbe 2 entsteht, wenn c (Hin) = c (ln). gilt also: pH = pks Am Umschlagpunkt HtIn: Farbe 1 In: Farbe 2 An fangs konzentration

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Vielen Dank, wirklich hilfreich für mich, da wir gerade genau das Thema in der Schule haben 😁

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I alkalisch Diese Protonen reagieren mit dem Wasser der Lösung zu Oxonium-Ionen (H₂0- lonen). pH Eine alkalische Lösung hat dagegen eine kleine Konzentration an Protonen bzw. H₂0+ - lonen. H30+ pH-Wert Berechnung: Welchen pH-Wert hat eine Lösung mit folgender Konzentration? C(H+) = 0,01 mol = 1.10² mol H+ + H₂O → = -log₁0 (0,01) = 2 oder 10-2 Messelektrode befindet sich in einer Pufferlösung. Die Glasmembran unten lässt Ionen durch. Je nach Konzentration der H₂0-lanen in der Lösung um das pli-Meter, hat die Zelle ein unterschiedliches elektrisches Potenzial. In der Lösung bilden die beiden Elektroden eine galvanische Zelle. →2 Elektroden: Messelektrode & Referenzelektrode => Lösung ist sehr sauer. Die Referenzelektrode besteht meistens aus einer Silber-Silber- chlorid-Halbzelle. Diese hat ein konstantes Elektroden- potenzial. Die Halbzelle besitzt noch ein Diaphragma, das Ionen zwischen der Halbzelle und der Lösung um das pH-Meter austauschen kann. Autoprolyse H₂O + H₂O Gleichgewicht stark auf der Eduktseite MWG Berechnung des Gleichgewichts mit MWG K= 3 K des Wassers = H30+ + OH Konzentration (Produkte) Konzentration (Edukte Ionenprodukt des Wassers: H₂O + H₂O = H30+ + OH- agieren) Wasser ist ein Ampholyt (= kann als Säure und als Base Autoprolyse ist die Säure-Base-Reaktion eines Stoffes mit sich selbst c (H₂O+) - C(OH) C(₂0) c (H₂O) •da c(H₂O) konstant angesehen wird, wird es in K integriert bei 25°C => C(H₂0*) = C(OH) = 107 mal - lg lc (H₂0¹)) = pH-Wert 10-PH = C (W₂0¹) PH + POH 14 -14 'mol² L² bei 25°C und Standarddruck ist Kw = 10°^ =>.K= ist К-3,3- 10-18 PH + Herleitung: -14 mol² [H₂0] [OH-] = 10¹" al lig L² lg ([1₂0])+ 1g ([ou])= -14 1.(-1) = 14 рон Die geringe Eigendissoziation des Wassers wird auch als Autoprolyse bezeichnet. Austausch von Protonen zwischen 2 Wasser molekülen Es entsteht ein Oxonium-Ion und ein Hydroxid-lon. LEIT FÄHIGKEIT: Die Autoprolyse ist für die Leitfähigkeit des Wassers verantwortlich; da Ionen entstehen (bei destilliertem Wasser) → bei Trinkwasser liegen noch andere Ionen vor (Natrium bspw.), sodass die Leitfähigkeit höher ist. c (H₂0*) ·C(OH) • (H₂O) c(H₂O) (da K<1 ist, liegt das Gleichgewicht stark auf der Eduktseite) Kw = c(H₂0+) · C(OH) Stärke von Säuren & Basen PH-Wert ist nicht das Maß der Säure- bzw. Basestärke, da er konzentrationsabhängig ist Maß für die Stärke eine Säure/Base STARKE Säuren und Basen SCHWACHE Säuren und Basen Herleitung des Ks-Wertes: она, Säure Ks Base (aq) B (09) ·_c (H₂₂ 0+) · c (A) C(HA) (₂0) Herleitung des Kg - Wertes: KB = + H₂0 (₁) = H₂O + (am) + A (aq) & Base + H₂0 (1) = HB₁00) + Olt (aq) (09) * 06 pks /pkg ≤0 4-10 Beispiel: *c (H₂O) ist konstant c (HB)-c (OH) c(B) Säure konstante Ks / Basen konstante K. (wie Kc, nur dass Wasser constant) ist und in sind in Wasser (fast) vollständig protolysiert. protolysieren in Wasser unvollständig → es stellt sich ein Protolysegleichgewicht ein. СН3 СООН pks = 4,65 Ks => pKs = -lg mol-1" Voraussage des Protolyse gleichgewichts: HA+B= A¯ + HB+ Scaune Base Base Sâure => pkg = sehr stark (sehr) schwach Vergleich von + NH ở CH 3 COO CH3COO -19 mol.1-₁ Je größer also Ks und je kleiner der pks ist, desto mehr ist die Lage des GG nach rechts verschoben LD deste stärker ist die Säure! + + Như Je größer also kB und je kleiner pkg ist, der mehr ist die Lage des GG nach rechts verschoben. Lo desto stärker die Base für ein korrespondierendes Säure-Base-Paar gilt: pks (HA) + pkB (A) = 14 pks (HA) und pks (HB*): pks = 9,37 GG auf dieser Seite (wie bei pH + pOH = 14) Ist HA die stärkere Säure, ist die Lage des GG nach rechts verschoben Ist HB die stärkere Säure, so ist die Lage des GG nach links verschö ben. pH- Berechnungen Nur für starke und für schwache Säuren und Basen von einer starken Säure/Base in wässriger Lösung. a) Starke Säure: pH HA (04) + H₂O (L) -Lg (C. (HA)) b) Starke Base B₁ags + H₂0₁₂ HB t (aq) (aq) рон pOH = -19 (C₂(B)) H₂O + + A² (₂) HA + + OH (09) pH = 1/2 · (pks ½ von einer schwachen Säure in wässriger Lösung: H₂O = H₂O+ + A- HA ist kaum protolysiert C(HA) = Co. (HA) • Die H₂0-lonen werden vernachlässigt · (pKs - lg (c. (HA))) Vereinfachungen: • HA ist fast vollständig protolysiert: c (H₂0*) * C₂ (HA) • die H₂0-lonen aus der Autoprolyse des Wassers werden vernachlässigt. ) Indikatoren Vereinfachungen: ist fast vollständig protolysiert: c(OH) = co( B) • die Off-lonen aus der Autoprolyse des Wassers werden vernachlässigt + In Experimentelle Bestimmung! des pH-Wertes Anfangs konzentration universalindikatoren ...Sind organische schwache Säuren oder Basen, deren korrespondierende Base / Säure eine andere Farbe besitzen Protolysegleichgewicht: (in wässriger Lösung) Hln + H₂0 H₂0+ Mischfarbe zwischen Farbe 1 und Farbe 2 entsteht, wenn c (Hin) = c (ln). gilt also: pH = pks Am Umschlagpunkt HtIn: Farbe 1 In: Farbe 2 An fangs konzentration