Bei der Titration einer schw. Säure (z.B. Essigsäure) erwähnt mein Chemiebuch neben dem Äquivalenzpunkt auch den pKs Wert der Säure, dass hier ein Kurvenwendepunkt auftritt. Ich frage mich nur, wieso dieser auftritt und wieweit in diesem Bereich ein „Pufferlösungs“-Charakter auftritt.
Kann mir jemand helfen?
Die Idee mit der Puffer-Lösung ist vollkommen richtig. Tatsächlich bildet die schwache Säure AH mit ihrer bei der Titration entstehenden korrespondierenden Base A- einen Puffer welcher seine größte Kapazität naturgemäß am pKs-Wert der Puffersäure hat. An diesem Punkt bewirkt die Zugabe der Titratorbase also die geringste pH-Änderung (was gleichbedeutend mit einem Wendepunkt in der Titrationskurve ist).
Mit der Puffergleichung pH=pKs+lg(cA-/cAH) kann man auch berechnen, wo der Wendepunkt liegen muß. Nach dieser Gleichung ist der pH-Wert gleich dem pKs-Wert, wenn die Konzentration der schwachen Säure genau so groß ist wie die ihrer korrespondierenden Base, also genau auf halben Wege zum Äquivalenzpunkt.
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lehrbuch mäßig ist alles sehr richtig, zum warum müßte man noch anmerken:
während bei einer starken säure (z.b. Salzsäure) als neutralisationsprodukt bestenfalls eine sehr schwache korrespondierende base herauskommt, die auf das ganze säure-basengleichgewicht keinen merklichen einfluß mehr hat, ergibt sich aus einer schwachen säure wie beim beispiel essigsäure eine mittelstarke base, das acetation.
beide stehen mit dem wasser in einem dynamischen gleichgewicht:
Essigsäüre + Wasser Acetation + H3O+
für das gleichgeicht gilt:
(Cbase * CH3O+) / Csäure = const. = Ks
wenn man da dann zu rechnen beginnt (logarhythmieren und umformen; der pH-wert ist der negative logarhythmus der H3O+ Konzentration.), kommt dann eben die puffergleichung heraus, bei der der pH-wert vom verhältnis der konzentrationen säure / korrespondierende base abhängt.
in dem bruch nimmt bei der titration die säure linear ab und und die base im selben maß linear zu. das führt - logarhythmiert - zu der bekannten kurve. in dem bereich, in dem beides ungefähr in gleicher konzentration vorliegt, tut sich beim pH-Wert mit der zugabe eines weiteren tropfens NaOH am wenigsten, weil sich der wert des bruches rund um 1 herum bewegt. das heißt, der pH-Wert ist relativ stabil.
das ist dann die pufferwirkung:
ausgenützt wird das, wenn man den pH-wert stabil auf einem bestimmten wert haben will. dann gibt man eine ausgesuchte säure/base mischung im verhältnis 1/1 dazu, deren pKs-wert möglichst dem gewünschten pH entspricht (pH=pKs + lg 1= pKs). gegenüber der ungepufferten lösung (z.b. reines wasser) ist dann in dem pufferbereich die auswirkung einer störung durch eine eingebrachte säure oder base viel geringer.
markus
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