Wässrige Lösungen II – Puffer und Titration

Vokabelkarten zur Einheit 16 (Wässrige Lösungen II) der Vorlesung Allgemeine Chemie: zentrale Begriffe zu Puffern, Henderson-Hasselbalch-Gleichung und Titrationskurven.

Puffer

Lösung aus einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base, die den pH-Wert bei Zugabe kleiner Mengen Säure oder Base nahezu konstant hält.

Henderson-Hasselbalch-Gleichung

Formel zur Berechnung des pH eines Puffers: pH = pKS + log(c(A–)/c(HA)).

Säuredissoziationskonstante (KS)

Gleichgewichtskonstante einer Säuredissoziation: KS = c(H3O+)·c(A–)/c(HA).

pKS

Negativer dekadischer Logarithmus von KS (pKS = –log KS); je kleiner pKS, desto stärker die Säure.

Pufferkapazität

Maß für die Menge an H3O+ oder OH–, die ein Puffer aufnehmen kann, ohne dass sich der pH stark ändert.

starke Säure

Säure, die in Wasser praktisch vollständig zu H3O+ und A– dissoziiert (z. B. HCl).

starke Base

Base, die in Wasser vollständig OH– liefert (z. B. NaOH).

schwache Säure

Säure mit unvollständiger Dissoziation (kleines KS, großes pKS), z. B. Essigsäure.

konjugierte Base

Anion, das nach Protonenabgabe einer Säure entsteht und zusammen mit dieser ein Puffersystem bildet.

Neutralisation

Reaktion von H3O+ mit OH– bzw. HX mit OH– oder X– mit H3O+, wobei Wasser und ein Salz entstehen.

Äquivalenzpunkt

Titrationspunkt, an dem Stoffmengen von Säure und Base stöchiometrisch gleich sind.

Titrationskurve

Darstellung des pH-Werts gegen das zugegebene Volumen der Titrationslösung.

Phenolphthalein

Indikator, der zwischen pH 8,2 und 10 von farblos zu pink umschlägt; geeignet für starke Säure–Base-Titrationen.

Methylrot

Indikator, der zwischen pH 4,2 und 6,3 von rot zu gelb wechselt; oft bei starken Säuren eingesetzt.

Prozentuale Neutralisation

Anteil der neutralisierten Säure in Prozent der Gesamtmenge; wichtig zur Interpretation von Titrationskurven.

pOH

Negativer dekadischer Logarithmus der OH–-Konzentration; bei 25 °C gilt pH + pOH = 14.

Start-pH einer schwachen Säure

Berechnung mit pH = ½(pKS – log c(HA)); gilt für reine Lösung einer schwachen Säure.

pH am Äquivalenzpunkt (schwache Säure + starke Base)

Erst pOH = ½(pKB – log c(A–)) berechnen, dann pH = 14 – pOH.

Einfluss von KS auf Titrationskurven

Je kleiner KS (größer pKS), desto höher der Anfangs-pH und desto flacher der Sprung am Äquivalenzpunkt.

Essigsäure/Natriumacetat-Puffer

Puffer aus 0,300 M CH3COOH und 0,300 M NaCH3COO mit pH ≈ 4,74; Änderung auf pH 4,68 bzw. 4,80 bei ±0,020 mol H+ oder OH–.