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Tutorial MenueSäuren und BasenLerneinheit 3 von 8

Stärke von Säuren und Basen

Quantitative Erfassung

Betrachtet man konjugierte Säuren und Basen, so gilt für die Säure HA und die konjugierte Base A:

HA+ H2O H3O++ A A+ H2O HA+ OH
K a = [ H 3 O + ] [ A - ] [ HA ]     K b = [ HA ] [ OH - ] [ A - ] K a K b = [ H 3 O + ] [ A - ] [ HA ] [ HA ] [ OH - ] [ A - ] = [ H 3 O + ] [ OH - ] = K w
Hinweis
oder logarithmisch:
pKa + pKb = pKw = 14

Aus den genannten Beziehungen ergibt sich, dass zu sehr starken Säuren sehr schwache konjugierte Basen gehören und umgekehrt. Zu mittelstarken bis schwachen Säuren gehören auf Grund des kleinen Wertes von Kw ebenfalls schwache bis mittelstarke konjugierte Basen und umgekehrt.

In Tabellenwerken sind für konjugierte Systeme meist nicht sowohl die Säure- wie auch Basenkonstanten angegeben, sondern es wird unterstellt, dass zum Beispiel die Basenkonstante von Acetationen einfach aus der Säurekonstanten für Essigsäure berechnet werden kann.

Mehrprotonige Säuren wie Phosphorsäure besitzen für jede Protolysestufe eine besondere Säurekonstante.

H3PO4+ H2O H2PO4+ H3O+     p K a 1 = 2,12 H2PO4+ H2O HPO42+ H3O+     p K a 2 = 7,21 HPO42+ H2O PO43+ H3O+     p K a 3 = 12  

Säure-Base-Reaktionen finden natürlich nicht nur mit Wasser statt, sondern von beliebigen Säuren und Basen untereinander. Mit Hilfe der Säure- und Basenkonstanten kann berechnet werden in welchem Ausmaß die Protolyse stattfindet. Als Beispiel sei die Reaktion von Essigsäure (HAc) mit Ammoniak betrachtet:

HAc+ H2O H3O++ Ac     K 1 = K a ( HAc ) = 1,76 10 −5 mol L −1 NH3+ H3O+ NH4++ H2O     K 2 = 1 K a ( NH 4 + ) = 1 6,16 10 −10 mol L −1      HAc+ NH3 NH4++ Ac     K = K 1 K 2 = 2,8 10 4             

Das Gleichgewicht dieser Protolysereaktion liegt also stark auf der Seite der Produkte.

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