Reaktion zweier Ampholyte vorhersagen?

Hallo liebe Community,

also mein Lehrbuch sagt folgendes, um Säure-Base-Reaktionen durch pks-Werte vorherzusagen:

Jetzt frage ich mich aber, wie man das machen würde, wenn man zwei Ampholyte, bspw. Hydrogencarbonat und Wasser als reagierende Teilchen hat. Dann müsste man ja zwei Reaktionen betrachten, oder?

Doch was wenn in beiden Fällen der pk-Wert negativ ist? Läuft dann die Reaktion mit dem negativeren pK-Wert ab?

Lg

Answer 1

[indiachinacook]

Im Fall eines Ampholyten hast Du zwei Reaktionen, die ablaufen können, z.B.

HCO₃⁻ + H₂O ⟶ H₃O⁺ + CO₃²¯
HCO₃⁻ + H₂O ⟶ OH⁻ + [H₂CO₃] ⟶ OH⁻ + H₂O + CO₂

und über eine ähnliche Argumentation wie in Deinem Text sieht man, daß man für das was passiert die Summe der beiden pKₐ-Werte der entsprechenden Säure heranzie­hen muß (die Säure/Base-Reaktion für die erste Dissoziationsstufe läuft ja „verkehrt“ herum ab, deshalb dreht sich das Vorzeichen um).

Im Fall der Kohlensäure haben wir pKₐ₁=6.36 und pKₐ₂= 10.33. Deren Summe ist größer als 14, also dominiert die Basenreaktion. Den pH-Wert einer HCO₃⁻-Lösung kann man sogar leicht mit der Formel pH≈½(pKₐ₁+pKₐ₂)=8.3 ausrechnen, also be­kommt man eine leicht basische Lösung, weil mehr Hydrogencarbonat nach der zweiten (→OH⁻) als nach der ersten (→H₃O⁺) Gleichung reagiert.

Allerdings ist diese Formel, anders als die in Deinen Unterlagen, nur eine Näherung, die gilt, wenn die pKₐ-Werte in einem einigermaßen normalen Bereich liegen (0≪pKₐ≪14) und die Konzentrationen groß genug sind. Beispiel: Bei Hydrogensulfat (pKₐ₁=−3, pKₐ₂=2) darfst Du sie offenbar nicht anwenden, weil die Säurekonstante der H₂SO₄ außerhalb des Bereichs liegt und das Salz daher wie eine Säure, nicht wie ein Ampholyt, zu behandeln ist.

Comments

[Elias6354]

also bekommt man eine leicht basische Lösung, weil mehr Hydrogencarbonat nach der ersten als nach der zweiten Gleichung reagiert.

Du meinst doch sicher „nach der zweiten als nach der ersten Gleichung“ oder? Weil in der zweiten Gleichung entstehen ja die oh- Ionen, richtig?

[indiachinacook]

@Elias6354

Du hast völlig recht. Ich könnte jetzt natürlich sagen, daß ich den Fehler eingebaut hätte, um Deine Aufmerksamkeit zu testen, aber die Wahrheit ist: Ich habe es verschusselt, und jetzt korrigiere ich es.

[Elias6354]

@indiachinacook

Haha alles klar 👍❤️