Wann ist ein Molekül protoniert?
- Wenn der pH und pKa (oder nur eines von den beiden?) tief ist?
- oder wenn der pH und pKa hoch ist?
Müsste der pH UND pkA nicht hoch sein, denn dann gibt das Molekül doch weniger von seinen H3O+ ab?
3 Antworten
Zunächst einmal ein paar Klarstellungen.
Der pH-Wert gibt die Konzentration von Protonen in Lösung an:
Bedeutet: Je niedriger der pH-Wert, desto mehr "freie" (vom Anion abdissoziierte) Protonen befinden sich in Lösung.
Der pKa-Wert gibt die Säurestärke an, d.h. die Lage des Dissoziationsgleichgewichts:
Bedeutet: Je niedriger der pKa-Wert, desto stärker die Säure, d.h. desto leichter gibt sie Protonen ab. Oder anders gesagt: Je niedriger der pKa-Wert, desto weiter liegt das Gleichgewicht auf der "dissoziierten" Seite (Anion+Proton).
Wir folgern daraus nun: Je niedriger der pKa-Wert einer Verbindung ist (d.h. je stärker sie als Säure ist), desto niedriger muss auch der pH-Wert sein, um sie zu protonieren.
Kein Ding! Genau, je niedriger der pH, desto mehr Moleküle werden protoniert. Wenn man bei niedrigem pH eine Base zugibt wird die Base protoniert, ergo sinkt die Konzentration von Protonen in Lösung, ergo steigt der pH-Wert.
Ob ein Molekül mit einem gegebenen pKₐ-Wert in einer wäßrigen Lösung protoniert ist oder nicht, hängt nur vom pH-Wert ab.
- Bei pKₐ=pH ist es genau zu 50% protoniert
- Bei pKₐ>pH ist es mehr als zur Hälfte protoniert (wenn pKₐ=pH+1, dann zu 90%, wenn pKₐ=pH+2 dann 99% usw)
- Bei pKₐ<pH ist es nur weniger als zur Hälfte protoniert (wenn pKₐ=pH−1, dann haben wir 10% der protonierten Form, wenn pKₐ=pH−2 dann 1% etc)
Hier siehst Du das für Essigsäure (pKₐ=4.75): Unterhalb von pH=4.75 liegt vorwiegend Essigsäure (rot) vor, oberhalb Acetat (blau):
Ein Molekül wird immer dann protoniert, wenn eine stärkere Säure anwesend ist.
Ein Molekül wird immer dann deprotoniert, wenn eine stärkere Base anwesend ist.
Einfachstes Beispiel ist Wasser, das beides kann (amphoter). Gibt man eine Säure dazu, ensteht H3O+, bei Zugabe einer Lauge OH-
Wenn du also wissen willst, welcher Parten wen protoniert oder deprotoniert, musst du nur auf die Säure- und Basenstärke pK(s) und pK(b) schauen.
m.f.G.
anwesende
Vielen Dank!!
Wenn man bei einem tiefen pH Wert jetzt eine Base reintut, desto mehr müsste sie sich protonieren, oder? Also bei einem tiefen pH Wert werden mehr Moleküle protoniert?