Berechnung des pH-Wertes von Säuren und Basen: Unterschied zwischen den Versionen

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Jede Säure besitzt einen bestimmten pKs-Wert, der ihre Stärke angibt. Die Stärke einer Säure kann auch als Fähigkeit zur Protonisierung bezeichnet werden.
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Jede Säure besitzt einen bestimmten pK<sub>s</sub>-Wert, der ihre Stärke angibt. Die Stärke einer Säure kann auch als Fähigkeit zur Protonisierung bezeichnet werden.
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Jede Base besitzt analog dazu einen pKb-Wert, der die Fähigkeit zur deprotonisierung angibt.
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Jede Base besitzt analog dazu einen pK<sub>b</sub>-Wert, der die Fähigkeit zur deprotonisierung angibt.
  
 
Um nun den pH-Wert einer Säure/Base zu bestimmen, teilt man diese in drei Kategorien ein:
 
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| Schwache Säuren (pKs > 4.75) || Schwache Basen (pKb > 4.75)
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=== Berechnung bei starken Säuren / Basen ===
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'''I Protolyseschema) '''<br />Beispiel: Salzsäure<br />
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HCL + H<sub>2</sub>O <-> H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + Cl <sup>-</sup>
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'''II Fallunterscheidung) ''' <br />Salzsäure hat einen pK<sub>s</sub>-Wert von -3 und ist somit eine starke Säure. Bei starken Säuren wird angenommen, dass sie vollständig protonisieren:
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c(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) = c<sub>0</sub>(HA)
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'''III Anwendung des Massenwirkungsgesetzes) ''' <br />K<sub>s</sub>  =  c(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) * c(A<sup>-</sup>) / c<sub>0</sub>(HA)    <br />    =    c<sup>2</sup>(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) / c<sub>0</sub>(HCl)<br /><br />
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Daraus folgt:  c(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) = √[K<sub>s</sub> * c<sub>0</sub>(HCl)]
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'''IV Definition des pH-Wertes heranziehen) ''' <br />
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pH = -lg { c(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) }
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'''Analog zum Säure-Schema berechnet man auch den pH-Wert einer starken Base. c(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> muss dann nur durch c(OH<sup>-</sup> ersetzt werden!'''

Version vom 7. April 2010, 10:47 Uhr

Jede Säure besitzt einen bestimmten pKs-Wert, der ihre Stärke angibt. Die Stärke einer Säure kann auch als Fähigkeit zur Protonisierung bezeichnet werden. Jede Base besitzt analog dazu einen pKb-Wert, der die Fähigkeit zur deprotonisierung angibt.

Um nun den pH-Wert einer Säure/Base zu bestimmen, teilt man diese in drei Kategorien ein:


Starke Säuren (pKs < 1.5) Starke Basen (pKb < 1.5)
Mittelstarke Säuren (1.5 < pKs < 4.75) Mittelstarke Basen (1.5 < pKb < 4.75)
Schwache Säuren (pKs > 4.75) Schwache Basen (pKb > 4.75)


Berechnung bei starken Säuren / Basen

I Protolyseschema)
Beispiel: Salzsäure
HCL + H2O <-> H3O+ + Cl -

II Fallunterscheidung)
Salzsäure hat einen pKs-Wert von -3 und ist somit eine starke Säure. Bei starken Säuren wird angenommen, dass sie vollständig protonisieren: 

c(H3O+) = c0(HA)

III Anwendung des Massenwirkungsgesetzes)
Ks = c(H3O+) * c(A-) / c0(HA)
= c2(H3O+) / c0(HCl)

Daraus folgt: c(H3O+) = √[Ks * c0(HCl)]

IV Definition des pH-Wertes heranziehen)
pH = -lg { c(H3O+) }


Analog zum Säure-Schema berechnet man auch den pH-Wert einer starken Base. c(H3O+ muss dann nur durch c(OH- ersetzt werden!

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