Säure-Base-Diagramme: Ein Leitfaden für die Praxis und für by Heike Kahlert, Fritz Scholz

By Heike Kahlert, Fritz Scholz

​Das Buch gibt eine Anleitung zur Beschreibung von Säure-Base-Gleichgewichten mithilfe von einfach zu konstruierenden Diagrammen, die es erlauben,

- pH-Werte von Lösungen grafisch zu ermitteln,

- Gleichungen für die Berechnung von pH-Werten abzuleiten (die möglichen Näherungen zu erkennen),

- den Verlauf von Titrationskurven einfach auf grafischem Weg zu ermitteln,

- die in Säure-Base-Systemen bei bestimmten pH-Werten dominierenden Spezies zu erkennen, usw.

Das Buch ist insbesondere für Studierende der Chemie, Biochemie, Pharmazie, Umweltwissenschaften und anderer Studiengänge mit Chemie-Modulen geeignet.

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Säure-Base-Diagramme: Ein Leitfaden für die Praxis und für Studierende

​Das Buch gibt eine Anleitung zur Beschreibung von Säure-Base-Gleichgewichten mithilfe von einfach zu konstruierenden Diagrammen, die es erlauben,- pH-Werte von Lösungen grafisch zu ermitteln,- Gleichungen für die Berechnung von pH-Werten abzuleiten (die möglichen Näherungen zu erkennen),- den Verlauf von Titrationskurven einfach auf grafischem Weg zu ermitteln,- die in Säure-Base-Systemen bei bestimmten pH-Werten dominierenden Spezies zu erkennen, usw.

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P2) so gering, dass sie in guter Näherung in der Ladungsbilanz vernachlässigbar ist und diese wie folgt vereinfacht geschrieben werden kann: cH3 O+ ≈ cHB− + 2cB2− . (113) Für die Stoffmengenbilanz gilt, dass die Gleichgewichtskonzentration von H2B verglichen mit den Gleichgewichtskonzentrationen von HB− und B2− vernachlässigbar gering ist (vgl. P4) und damit folgende Vereinfachung gilt: ◦ CH ≈ cHB− + cB2− .  48 pH-lgci-Diagramm für 0,1 M Schwefelsäure (pKS1 = −3 und pKS2 = 1,99).  49 pH-lgci-Diagramm für 10−5 M Schwefelsäure.

34 liegen muss. , es liegt praktisch keine undissoziierte Salzsäure vor und es gilt in guter Näherung: cB− ≈ CB◦− .  34 pH-lgci-Diagramm für eine 10−10 M Salzsäure (pKS = −7).  (62)): Näherungsgleichung für eine sehr schwache Base in beliebiger Konzentration: √ cH3 O+ ≈ cOH− = KW . (71) Damit wird klar, dass die häufig anzutreffende Argumentation, eine NaCl-Lösung ist neutral, weil Salzsäure eine sehr starke Säure und Natronlauge eine sehr starke Base ist, zu kurz greift, obwohl beide Aussagen nicht falsch sind, wenn man die Basestärke auf die OH−-Ionen bezieht.

Im Ergebnis erhält man Gleichungen vierten, fünften oder sechsten Grades für zwei-, drei- und vierbasige Säuren. Ganz analog sind die Überlegungen, wenn man die Protonierung von Basen in Wasser betrachtet. Geht man von einer einsäurigen Base aus, dann sind die folgenden beiden Protolysegleichgewichte zu berücksichtigen: B− + H2 O ⇄ HB + OH− , (15) H2 O + H2 O ⇄ OH− + H3 O+ . (2) Als Variablen treten die vier Gleichgewichtskonzentrationen cHB, cB−, cH3 O+ und cOH− auf.  (9)) und die Beziehungen, die die Stoff- und Ladungserhaltung beschreiben: KB = cHB cOH− , cB− (60) KW = cH3 O+ cOH− , (9) CB◦− = cHB + cB− , (61) cH3 O+ = cOH− − cHB .

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