Warum darf zur Berechnung des Ks-Wertes die Konzentration des Wassers vernachlässigt werden?
Kc = (c (H3O+) * c (A-))/ (c (HA) * c (H2O)), aber Ks = (c (H3O+) * (A-))/ c(HA) resp. (c(H3O+)^2)/ c(HA)
Wenn man Wasser vernachlässogen kann, warum dann nicht auch Oxonium, welches doch aus dem Werte jenes resultiert? Und ist dies nur bei schwachen Säuren so? Braucht man den Ks für starke also gar nicht, weil hier der Kc Wert angewendet wird? Wäre mir neu, aber bei starken Säuren muss ja Wasser berücksichtigt werden.
3 Antworten
> Und ist dies nur bei schwachen Säuren so?
Nö, bei starken ist die H2O-Konzentration gleichermaßen konstant.
Aber das gilt nur für verdünnte Säuren. In konzentrierter Säure mit 10 mol/l ändert sich die H2O-Konzentration merklich: wenn von den 55 mol/ durch Protonierung 10 mol/l verschwinden, bleiben nur 45 mol/l übrig.
Besonders extrem ist es in konzentrierter H2SO4, dort streiten sich 18 mol/l Schwefelsäure darum, wer von ihnen die 2 mol/l Wasser protonieren darf.
Da aber die ganze Rechnerei mit dem MWG ohnehin nur für verdünnte Lösungen gilt, kann man auch sagen: Innerhalb des Gültigkeitsbereiches ist die H2O-Konzentration konstant.
In einer wässrigen Lösung ist die Wasserkonzentration praktisch konstant,
kürzt sich also heraus.
Ganz sicher bin ich jetzt nicht, aber soweit ich mich zu erinnern glaube, hängt dies nur davon ab, dass die Konzentration des Wassers deutlich größer ist als die Konzentration der übrigen Stoffe.
Bei schwachen und mittelstarken Säuren und Laugen ist immer noch über 1000 mal so viel Wasser wie Oxonium / Hydroxid in der Lösung, erst bei starken und überstarken Säuren und Laugen in hoher Konzentration ist die Oxonium- bzw. Hydroxid-Konzentration in der Größenordnung der Wasserkonzentration oder darüber.
Ich habe hier zwei Formeln für die Berechnung des pH-Wertes: I. 1/(pKS-log ([HA]0) II. -log ([H3O+]) Wann gilt nun welche?
PWolff hat schon kurz die richtige Antwort gegeben. Ich darf es ein bisschen ausführlicher anfügen:
Reaktion einer Säure HR mit Wasser:
HR + H₂O --> H₃O⁺ + R⁻
Das Massenwirkungsgesetz auf diese Reaktion angewandt ist dann:
K = [c(H₃O⁺) • c(R⁻)] : [c(HR) • c(H₂O)]
In verdünnten Säurelösungen kann die konstante Konzentration des Wassers in die Konstante K mit einbezogen werden. Man erhält dann die neue Konstante Ks. Diese heißt Säurekonstante und charakterisiert die Stärke einer Säure. Starke Säuren besitzen große Säurekonstanten (Ks > 10).
Ks = [c(H₃O⁺) • c(R⁻)] : c(HR)
Gilt dies nir für schwache Säuren?