Warum liegt der Äquivalenzpunkt von Säure-Basen-Reaktionen manchmal nicht nicht am Neutralpunkt?
Mir wurde schon gesagt, dass das mit Säurestärken(z.b. schwache Säure/starke Base) zusammenhängt, aber wenn man z.b. von diesem Beispiel am ÄP ausgeht:
HA+H2O->H3O++A-
schwache Säure und starke Base:
OH- und H3O+(was vorhanden ist) reagieren
-> schwache säure ist in einem dynamischen Gleichgewicht, Produkt(H3O+) verschwindet
->Gleichgewicht verschiebt sich nach rechts
->mehr H3O+ bildet sich
->reagiert
->Gleichgewicht verschiebt sich
->…
Verläuft die protolyse nicht dann doch im Endeffekt vollständig wegen dem Gleichgewicht? Dann würden ja alle OH- Teilchen ebenfalls reagieren und der Neutralpunkt wäre erreicht…oder..?
2 Antworten
Am Äquivalenzpunkt liegt einfach eine Lösung des Salzes vor; also hat die Lösung am Äquivalenzpunkt denselben pH, wie wenn Du das Salz aus der Merck-Dose in Wasser löffelst.
Salze bestehe aus Kationen und Anionen, und beide können potentiell Säuren oder Basen sein. Deshalb muß man sich einfach für alle Ionen des Salzes überlegen: Was macht das mit dem Wasser?
- Die Anionen starker Säuren wie Chlorid oder Nitrat machen nichts mit dem pH.
- Die Anionen schwacher Säuren wie Acetat, Cyanid, Phosphat oder Carbonat reagieren mehr oder minder ausgeprägt basisch, abhängig von Konzentration und Säurekonstante. Sulfat ist dagegen so wenig basisch, daß man es kaum merkt.
- Ampholytische Anionen können entweder sauer oder basisch reagieren, das hängt von den beiden Säurekonstanten der zugrundeliegenden Säure ab. Bei diesen Biestern hängt der pH im allgemeinen nicht stark von der Verdünnung ab, deshalb kann man grob zu jedem Salz einen pH-Wert angeben, den es über einen weiten Konzentrationsbereich zeigt. HCO₃¯ hat pH≈8.3, H₂PO₄¯ hat pH≈4.7 und HPO₄²¯ hat dann pH≈9.8.
- Ein paar Anionen sind auch aggressiv sauer, z.B. HSO₄¯
Bei den Kationen mußt Du im Prinzip ebenso vorgehen, aber in den meisten Fällen ist das Kation eh ein Alkali- oder Erdalkalimetall, das auf den pH nicht einwirkt. Die wichtigste Ausnahme dazu in NH₄⁺, das ist eine ziemlich schwache Säure.
Der Äquivalenzpunkt ist erreicht, wenn n(Säure) = n(Base) ist. Das ist dann der Fall, wenn die gesamte Stoffmenge an Säure HA zu A⁻ umgesetzt ist. Nun ist aber bei schwachen Säuren das zugehörige Säurerest-Ion eine schwache Base. Am Beispiel der Essigsäure mit einem pKs-Wert von 4,75 hat das Acetation den pKb-Wert 14 - 4,75 = 9,25.
Gemäß der Formel
pOH = 1/2(pKb - lg[c(B)] erhält man in diesem Fall für eine 0,1 M Lösung:
pOH = 1/2(9,25 -lg(0,1)) = 5,1 ==> pH = 14 - pOH = 8,9
Man sieht also, dass der ÄP leicht im basischen Bereich liegt und damit nicht gleich dem Neutralpunkt ist. Allgemein gilt: Die Lösungen der Salze aus starken Säuren und Basen sind neutral, die aus starken Säuren und schwachen Basen sind sauer und die aus schwachen Säuren und starken Basen alkalisch.