Frage von yrahman, 26

Wieso nimmt der Dissoziationagrad von schwachen Säuren mit abnehmender Konzentration zu?

Entspricht das nicht dem Gesetz von Le Chatelier?

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 13

HA + H₂O ⟶ H₃O⁺ + A⁻

Kₐ = c(H₃O⁺) · c(A⁻) / c(HA)

Stell Dir vor, Du hast eine Säurelösung mit nominaler Kon­zentration c₀. Ein Anteil α dissoziiert, der Anteil 1−α bleibt undissoziiert. Dann gilt c(H₃O⁺)=c(A⁻)=α·c₀ und c(HA)=(1−α)c₀, und man kann das Massen­wirkungs­gesetz um­schreiben als

Kₐ=α²·c₀ / (1−α)

Wenn wir annehmen daß α≪1 (also schwache Säure), dann ist im Nenner nicht viel los. Der Zähler muß aber kon­zentra­tions­unab­hän­gig immer den­selben Wert er­geben, und das geht nur wenn für fallende Kon­zentra­tion der Dis­sozia­tions­grad α ansteigt.

Ich glaube, mit dem Prinzip von Le Châtelier läßt es sich auch argu­mentie­ren, wenn­gleich etwas holpriger: Für eine Nominal­konzen­tra­tion von c₀ seien die Gleich­gewichts­konzentra­tionen für H₃O⁺, A⁻ und HA x₀, y₀ und z₀. Nun ver­dünnen wir z.B. aufs zehn­fache Volumen, c₁=c₀/10. In den drei Gleich­gewichts­konzentra­tionen x₁, y₁ und z₁ versucht das System, der Ver­dün­nung ent­gegen­zuwir­ken, sie also möglichst nicht auf ein Zehntel ab­sinken zu las­sen. Durch ver­stärkte Dis­so­zia­tion können x₁>x₀/10 und y₁>x₀/10 erreicht werden, um den Preis einer Ver­kleine­rung von z₁⪅z₀/10 (die aber zu­min­dest für α≪1 nicht stark aus­geprägt ist, weil zᵢ≈cᵢ ohne­hin kaum von α abhängt).

Antwort
von KathiKeinstein, 17

Der Dissoziationsgrad ist das Verhältnis der dissoziierten Säure-Teilchen zur formalen Ausgangskonzentration (also dem, was man anfangs, vor der Einstellung des Gleichgewichts, in den gedachten Behälter gegeben hat!),

Das Gesetz von Le Chatelier bezieht sich auf das chemische Gleichgewicht, welches durch das Massenwirkungsgesetz beschrieben wird. Und das wiederum bezieht sich auf Konzentrationen im Gleichgewicht, NICHT auf die formale Ausgangskonzentration.

Das eine lässt sich also nicht ohne weiteres mit dem anderen in Beziehung setzen.

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