Formelsammlung

Potentiometrie

Sei $c_{D}^{ }$ die Konzentration in der Donator-Halbzelle, dessen Konzentration bestimmt werden soll. Dann gilt

$c_{D}^{ }=10^{\frac{-U-E_{A}^{ }}{z 0,059V}}$

wobei $E_{A}^{ }$ das vorher bestimme Elektrodenpotential der Akzeptorhalbzelle ist und $z_{ }^{ }$ die Elektronenübertragungszahl.

Herleitung

$U=E_{A}^{ }-E_{D}^{ }$
$U=E^{\circ}-E_{A}^{ }-(E^{\circ}+0,059V*\lg c_{D}^{ })$
$U=-E_{A}^{ }-0,059V*\lg c_{D}^{ })$
$\lg c_{D}^{ }=\frac {-U-E_{A}^{ }}{z*0,059V}$
$c_{D}^{ }=10^{\frac{-U-E_{A}^{ }}{z 0,059V}}$

pH-Wert, pOH-Wert und Beziehungen

Für die Definition des pH-Wertes gilt

$pH^{ }_{ }=-\lg{c(H_{3}O^{+})}$

und es gilt analog

$pOH^{ }_{ }=-\lg{c(OH_{ }^{-})}$

wobei sich folgende Beziehung ergibt

$pH_{ }^{ }+pOH=14$

Dies folgt nämlich aus der Tatsache, dass für das Ionenprodukt des Wassers gilt

$K^{ }_{w}=c(H_{3}O^{+})c(OH_{ }^{-})=10^{-14}mol^{2}l^{-2}$

und dem Anwenden der Logarithmus-Gesetze.

Säurekonstanten und Basekonstanten

Die Säurekonstante $K_{s}^{ }$ ist definiert als

$K_{s}^{ }=c(H_{2}O)*K=\frac {c(H_{3}O^{+})*c(A^{-})}{c(HA)}$

und ebenso gilt analog für die Basekonstante

$K_{b}^{ }=c(H_{2}O)*K=\frac {c(OH^{-})*c(BH^{+})}{c(B)}$

wobei alle Konzentrationen auf das Gleichgewicht bezogen sind.

Man definiert weiter den $pK_{s}^{ }$-Wert als

$pK_{s}^{ }=-\lg K_{s}$

und den $pK_{b}^{ }$-Wert als

$pK_{b}^{ }=-\lg K_{b}$

und erhält auch hier die Beziehung

$pK_{s}^{ }(HA)+pK_{b}(A^{-})=14$

und

$K^{ }_{s}(HA)*K^{ }_{b}(A^{-})=c(H_{3}O^{+})*c(OH^{-})=K_{w}=10^{-14}mol^{2}l^{-2}$