Säure-Basen- Theorie

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Eigendissoziation von Wasser?	H2O <---> H+ + OH- Auch in reinstem Wasser sind Ionen vorhanden, die sich durch Autoprotolyse (= Eigendissoziation) des Wassers bilden. Die Autoprotolyse ist als Protonenübertragung von einem Wassermolekül auf das andere zu betrachten, wobei das Gleichgewicht fast ganz auf der linken Seite liegt; das heißt sich in reinem Wasser nur sehr wenige Ionen befinden. Wendet man das Massenwirkungsgesetz auf die Autoprotolyse des Wassers an, so ergibt sich folgende Beziehung: Image: Unbenannt (image/png)
Was ist das Ionenprodukt?	Da die Konzentration der H+-Ionen und der OH--Ionen gegenüber der Konzentration des undissoziierten Wassers verschwindend klein ist, kann die Konzentration des undissoziierten Wassers der Gesamtkonzentration des Wassers gleichgesetzt und somit als konstant angenommen werden. Das Produkt aus der Gesamtkonzentration des Wassers und der Gleichgewichtskonstante wird als Ionenprodukt des Wassers bezeichnet. Durch Umformung der obenstehneden Gleichung ergibt sich folgende Beziehung: c(H+) * c(OH-) = Kc * c(H2O) = Kw = 10^-14 (mol/l)²
Was gilt in neutralem Wasser?	In neutralem Wasser ist die Konzentration der Wasserstoffionen und der Hydroxylionen stets gleich groß; es gilt folgende Beziehung: c(H+) = c(OH-) = (Kw)^0,5 = 10^-7 mol/l
Was ist die Autoprotolyse für ein Prozess?	Die Autoprotolyse des Wassers ist ein endothermer Prozess und nimmt daher mit steigender Temperatur zu.
Der Säure Basen Begriff nach verschiedenen Wissenscahftlern?	nach Ostwald/Arrhenius: Säure = Verbindung, die in Wasser unter Abgabe von H+ dissoziiert Base = Verbindung, die in Wasser unter Abgabe von OH- dissoziiert nach Brönsted: Säure = Protonen-Donator Base = Protonen-Acceptor nach Lewis: Säure = Elektronenpaar-Acceptor (z.B. CO2, SO2, AlCl3, BF3) Base = Elektronenpaar-Donator (z.B. OH-, NH3, Cl-, Ether, Pyridin)
Welchen Einfluss hat der Zusazu von Söure auf die Dissoziation von Wasser?	Zusatz von Säure: Durch den Zusatz von Säure zu Wasser (= Ansäuren) wird die Konzentration der Wasserstoffionen im Wasser erhöht. Das Ionenprodukt des Wassers bleibt aber gleich, sodaß die Konzentration der Hydroxylionen vermindert wird. In saurem Wasser ist demnach die Konzentration der Wasserstoffionen größer als die Konzentration der Hydroxylionen. Es gelten folgende Beziehungen: c(H+) > 10^-7 mol/l > c(OH-) und c(H+) * c(OH-) = 10^-14 (mol/l)2
Welchen EInfluss hat der Zusatz von Basen auf die Dissoziation des Wassers?	Durch den Zusatz von Base zu Wasser (= Alkalisieren) wird die Konzentration der Wasserstoff-ionen im Wasser vermindert. Das Ionenprodukt des Wassers bleibt aber gleich, sodaß die Konzentration der Hydroxylionen erhöht wird. In basischem Wasser ist demnach die Konzentration der Hydroxylionen größer als die Konzentration der Wasserstoffionen. Es gelten folgende Beziehungen: c(OH-) > 10^-7 mol/l > c(H+) und c(H+) * c(OH-) = 10^-14 (mol/l)^2
Wozu ist der pH- Wert wichtig?	Die Angabe der Wasserstoffionenkonzentration, gibt Auskunft darüber , ob eine Lösung sauer oder basisch ist,
Definition des pH Wertes?	pH = - lg c(H+) Der pH-Wert ist der mit -1 multiplizierte Logarithmus des Zahlenwertes der Wasserstoffionen-konzentration. Image: ph-skala.gif (image/gif)
Die Stärke von Säuren und Basen?	Die Stärke von Säuren und Basen läßt sich durch ihre Neigung zur Protonenabgabe, die einer Base durch ihre Tendenz zur Protonenaufnahme kennzeichnen. Ein absolutes Maß für die Stärke ist die Gleichgewichtskonstante der Reaktion die aber nur abläuft, wenn ein Reaktionspartner die Protonen aufnimmt oder abgibt. Säure: HA + H2O <---> H30+ + A- Base: B+ H2O<---> BH+ + OH-
Bestimmung der Stärke einer Säure/Base?	Die Stärke einer Säure und Base läßt sich daher nur relativ bestimmen, bezogen auf eine andere Base bzw. Säure. Als üblichste Bezugssubstanz hat man Wasser gewählt, das als Ampholyt besonders gut geeignet ist. Image: wichig (image/png)
Wenn man beim Messen der Stärke einer Säure/Base berücksichtigt das Wasser als konstant angenommen werden kann, ergeben sich welche Beziehungen?	Image: Unbenannthhhhhhh (image/png)
Was sind pKs und pKB Werte?	Form der Angabe der Säure- und der Basenkonstante
Definition des pKs-Wertes und des pKB-Wertes	pKS = - lg KS pKB = - lg KB Der pKS-Wert ist der mit -1 multiplizierte Logarithmus des Zahlenwertes der Säurekonstante. Der pKB-Wert ist der mit -1 multiplizierte Logarithmus des Zahlenwertes der Basenkonstante.
Korrespondierende Säure-Basen-Paare?	Reagiert eine Verbindung als Säure (HA), ist sie im Stande Wasser zu protonieren. Bei dieser Reaktion entsteht aus der Säure (HA) die korrespondierende Base (A-). Diese Base (A-) kann nun von Wasser wieder protoniert werden; es entsteht dabei die korrespondierende Säure (HA). Betrachtet man ein korerrespondierendes Säure-Basen-Paar in Wasser so gilt: HA + H2O <---> H3O+ + A A- + H2O <--> AH + OH-
Welche Beziehungen ergeben sich wenn man berücksichtigt, dass bei verdünnten Lösungen die Konzentration des Wassers als konstant angenommen werden kann?	Image: Unbenannthhhhhhhiiiiigggg (image/png)
Durch Multiplikation von Ks und KB ergibt sich?	Ks* KB= c(H3O+)* c(OH-) = Kw = 10^-14 (mol/L)² Weiters gilt: pKs+ pKB =pKw = 14 -> Anhand dieses Zusammenhanges können pKS und pKB leicht ineinander umgerechnet werden.
Einteilung der Säuren und Basen nach ihrer Stärke	sehr starke Säuren (Basen) pKS(pKB) < 1,0 starke Säuren (Basen) pKS(pKB) = 1,0 bis 4,5 schwache Säuren (Basen) pKS(pKB) = 4,5 bis 9,5 sehr schwache Säuren (Basen) pKS(pKB) = 9,5 bis 15.74 extrem schwache Säuren (Basen) pKS(pKB) > 15.74
Mehrbasig, einbasig?	Nach der Zahl der Protonen, die eine Säure abgeben kann unterscheidet man einwertige (einbasige) und mehrwertige (mehrbasige) Säuren (z.B. Phosphorsäure). Analog spricht man von einwertige (einsäurige) und mehrwertige (mehrsäurige) Basen (z.B. Calciumhydroxid). H3PO4 + H2O <---> H3O+ + H2PO4- pKS1 = 2.12 H2PO4- + H2O <---> H3O+ + HPO42- pKS2 = 7.21 HPO42- + H2O <---> H3O+ + PO43- pKS3 = 12.67

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