Säuren und Basen
Eigendissoziation des Wassers
Auch in chemisch reinem Wasser lässt sich eine geringe Leitfähigkeit messen. Der Grund hierfür ist die Eigendissoziation des Wassers in Hydronium- und Hydroxid-Ionen.
Für diese Reaktion gilt das Massenwirkungsgesetz:
Das Gleichgewicht der Reaktion liegt stark auf der linken Seite, und die Gleichgewichtskonstante hat somit einen sehr kleinen Wert. In einer wässrigen Lösung ist im Überschuss vorhanden ([] = / = ). Die -Konzentration bleibt deshalb konstant, und der Nenner kann in die Konstante mit einbezogen werden.
Die bei gegebener Temperatur konstante Größe kann durch Leitfähigkeitsmessungen bestimmt werden und wird als Ionenprodukt des Wassers bezeichnet. Kennt man die Konzentration der -Ionen, so lässt sich über das Ionenprodukt die Konzentration der -Ionen berechnen und umgekehrt. Wenn zum Beispiel in einer Messung eine -Konzentration von ermittelt wurde, so berechnet sich folgende -Konzentration:
Die Konzentration der Hydronium- bzw. der Hydroxid-Ionen ist das Maß, ob und wie stark eine Lösung sauer, basisch oder neutral ist.
- Tab.1
Saure Lösung | [] > [] |
---|---|
Neutrale Lösung | [] = [] |
Basische Lösung | [] < [] |
In einer neutralen Lösung sind - und -Konzentration gleich groß. Die Gleichung für das Ionenprodukt lässt sich dann als
schreiben und man erhält die Beziehung: