Säure/Basekonstanten werden ja durch das MWG ermittelt
und sind im Tafelwerk zu finden.
Starke Säuren reagieren vollständig mit Wasser, sodass zur Konzentrationsbestimmung der Hydroniumionen von der Säurekonzentration ausgegangen wird.
Im Tafelwerk sind aber auch Ks-Werte für starke Säuren zu finden!
Wenn ich das MWG ensprechend des 1:1 Stoffumsatzes vereinfache, ergibt das: Ks=cH+ (H+ Konzentration). => für HCl = 10^7!!!
Das ist offensichtlich falsch!
Wie ermittelt man also die Ks-Werte für starke Säuren?
Geht man näherrungsweise von anderen Lösungsmitteln aus?
Zum Thema. Ich wills mal versuchen, obwohl ich zugeben muß, daß meine Technikerschule auch schon 10 Jahre her ist und ich die letzten 6 Jahre im Marketing verbracht habe…
Grundsätzlich hast Du recht, allerdings kann ich einen Puinkt nicht zuordnen:
Säure/Basekonstanten werden ja durch das MWG ermittelt
und sind im Tafelwerk zu finden.
Starke Säuren reagieren vollständig mit Wasser, sodass zur
Konzentrationsbestimmung der Hydroniumionen von der
Säurekonzentration ausgegangen wird.
Im Prinzip richtig.
Im Tafelwerk sind aber auch Ks-Werte für starke Säuren zu
finden!
Bei mir auch.
Wenn ich das MWG ensprechend des 1:1 Stoffumsatzes
vereinfache, ergibt das: Ks=cH+ (H+ Konzentration). => für
HCl = 10^7!!!
Das ist offensichtlich falsch!
So einfach ist das nicht.
Im K-T steht zum Beispiel, daß die KS / pKs -Werte nur für Konzentrationan c~ 0,1 - 0,01 Mol/l gelten.
Da ist nämlich die Crux: Die Vereinfachung Starke Säuren = 100 % Dissoziation gilt nur für recht kleine Konzentrationen. HCl ist bei mir nicht angegeben aber HNO3 ist drin. Und da ist Ks = 2 * 10^1 und pKs = - 1,3. Ganz wie für eine starke Säure zu erwarten.
Wie ermittelt man also die Ks-Werte für starke Säuren?
Geht man näherrungsweise von anderen Lösungsmitteln aus?
Nein, tut man nicht. Man muß nur die Konzentration richtig wählen bzw. statt der Konzentrationen die Aktivitäten einsetzen.
Ich kann Dir gerne den Auszug aus dem K-T als *.tif Datei im E-Mail schicken, gib Laut.
Näherungsweise. Wäre der Umsatz vollständig, könnte man in der Tat wegen [HCl] = 0 (Anmerkung: ich schreibe molare Konzentrationen immer in eckige Klammern) keine Säurekonstante bestimmen. In der Realität sind starke Säuren (in verdünnten Lösungen, wie unten von meinem Namensvetter erwähnt) so weit dissoziert, dass der kleine Unterschied zwischen [HCl]0 (der ursprünglichen H±Konzentration) und [H+] keine Rolle spielt.
Wenn ich das MWG ensprechend des 1:1 Stoffumsatzes
vereinfache, ergibt das: Ks=cH+ (H+ Konzentration). => für
HCl = 10^7!!!
Das ist offensichtlich falsch!
Ja! Was vereinfachst Du da 1:1? [H+] = [Cl-]? Das ist in Ordnung, weil eine extrem gute Näherung. Trotzdem ergibt sich dann z. B. für [H+] = 1 mit K = 10^7 und der - ebenfalls nicht sehr schlechten - Näherung [H+] = [HCl]]0
[HCl] = [H+] * [Cl-] / Ka =
= 1 * 1 / 10^7 = 10^-7!
Und das ist für den Anteil undissozierter HCl durchaus realistisch!
Wie ermittelt man also die Ks-Werte für starke Säuren?
Geht man näherrungsweise von anderen Lösungsmitteln aus?
Richtig, allerdings gibt es über die Messungen in nicht-wässrigen Lösungsmitteln nicht viele Arbeiten. Geeignete Verbindungen hingegen gibt es, z. B. wasserfreie Schwefelsäure.
Hallo Bernd & Bernd.
Danke für eure Antworten, … aber so ganz klar ist mir die Sache immer noch nicht!
Denn:
Durch den Stoffumsatz von annähernd 100% kürzt sich die Anfangskonzentration der Säure (ich bleibe beim Bsp. HCl) mit der H+ Ionenkonz. bzw. der Cl- konz. aus dem MWG doch weg.
Man erhält also: Ks=[H+] => und das ist von der Anfangskonz. unabhängig (aus mathematischer Sicht zumindest)
Die Rechnung:
[HCl] = [H+] * [Cl-] / Ka =
= 1 * 1 / 10^7 = 10^-7!
Und das ist für den Anteil undissozierter HCl durchaus
realistisch!
ist klar, aber bedeutet diese Konzentrationsangabe nicht die gesamte HCl Konz. am Anfang und NICHT die Konz. der undissoziierten HCl ?
(denn im Zähler des MWG stand doch das Produkt der Reaktionsprodukte und im Nenner das Prod. der Ausgansstoffe)
Das wiederum würde bedeuten: Anfangskonz. HCl
Denn:
Durch den Stoffumsatz von annähernd 100% kürzt sich die
Anfangskonzentration der Säure (ich bleibe beim Bsp. HCl) mit
der H+ Ionenkonz. bzw. der Cl- konz. aus dem MWG doch weg.
Man erhält also: Ks=[H+] => und das ist von der
Anfangskonz. unabhängig (aus mathematischer Sicht zumindest)
Alle (!) Konzentrationen im MWG sind Gleichgewichtskonzentrationen!
Dass Du bei schwachen Sauren die Anfangskonzentration (c0) einsetzen kannst, liegt daran, dass nur ein sehr kleiner Teil der ursprünglichen Säure dissoziert ist. Deswegen ist die Gleichgewichtskonzentration cG der undissozierten Säure nahezu gleich wie c0. Bei starken Säuren ist cG jedoch fast 0 (weil alles dissoziert ist) und somit viel kleiner als die Ausgangskonzentration!
ist klar, aber bedeutet diese Konzentrationsangabe nicht die
gesamte HCl Konz. am Anfang und NICHT die Konz. der
undissoziierten HCl ?
eben nicht!
(denn im Zähler des MWG stand doch das Produkt der
Reaktionsprodukte und im Nenner das Prod. der Ausgansstoffe)
Schon, aber eben immer im Gleichgewicht.
Aus der zweiten Antwort entnehme ich, dass Ks für starke
Säuren nicht auf Wasser bezogen ist.
Aber warun steht das nich in meinem Tafelwerk?
Doch, sie sind auf Wasser bezogen. Auch weil das gesamte pH-System auf Wasser beruht. In anderen Lösungsmitteln gäbe es andere Skalierungen, die jedoch näherungsweise auf Wasser übertragen werden können. Auch wenn sie in Wasser keinen Sinn zu machen scheinen.
Von einer „normalen“ Säurekonstante würde ich erwarten, dass
ich problemlos die H+ Konz. durch das MWG ermitteln kann. Da
man bei starken Säuren aber nich über das MWG geht, ist das
doch ein Zeichen dafür, dass man eben nicht so einfach
losrechnen kann!
Doch, man kann! Man muss nur vorsichtig bei Vereinfachungen sein. Beispielsweise gilt cG = c0 eben wirklich nur für sehr schwache Säuren! Aber der Kern Deiner Probleme ist glaube ich der fett gedruckte Satz oben
