14. Vorlesung - AC-Teil PDF

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Allgemeine Chemie 14. Vorlesung - 21.11.2012 (Skript 91-96) Puffergleichung, Pufferlösungen: Lösung von Salzen schwacher Säuren (Basen) in den jeweiligen Säuren (Basen). Nur geringfügige Änderung des pH-Wertes bei Zugabe von Säure oder Basen. Bsp.: NaAc / HAc

−¿ ¿ + ¿+ Ac ¿ HAc ⇌ H +¿¿ H ¿ −¿ ¿ Ac ¿ c¿ K s =¿ +¿¿ H ¿ −¿ ¿ Ac ¿ c¿ H ¿ +¿ −¿ Ac ¿ c¿ c¿ ¿ −¿ ¿ Ac ¿ c¿ pH = p K s + lg ¿

−¿ ¿ Ac 1) ¿ c ( HAc ) =c ¿ Zugabe von Säure (0,1

pH= p K s +lg ∆ pH=−0,09

mol ) l

1−0,1 =4,56 p K s ( HAc )=4,65 ‼ ‼ ! 1+0,1

−¿¿ Ac ¿ 2) +[ NaOH ] ¿ ¿ pH =4,65+ lg ¿ mol ) l 1+ 0,1 pH=4,65+lg =4,74 1−0,1 ∆ pH =+0,09

Zugabe von Base (0,1

Blutpuffer: 1) Kohlensäure-Bicarbonat-Puffer:

−¿ ¿ +¿ +HC O3 ¿ C O2 +2 H 2 0 ⇌ H 2 CO3 +H 2 O ⇌ H 3 O 2) Phosphat-Puffer:

2−¿ +¿+HP O4¿ ¿ −¿+ H 2 O ⇌ H 3 O ¿ H 2 P O4 Pufferkapazität:

β=

∆c ∆ pH

 Änderung des pH-Wertes in Abhängigkeit der Säure- bzw. Basen-Zugabe

+¿

Kapazität β=1 : Wenn bei Zugabe von 1 mol H ¿ Einheit stattfindet.

zu 1 l Pufferlösung eine pH-Änderung um 1

Neutralisationsreaktionen: -Titration einer Säure HX mit einer Base MOH

+¿

Ziel: Berechnung der H ¿ -Konzentration als Funktion der Menge an zugegebener Base

+¿¿ H ¿ −¿ X¿ 1) ¿ −¿ c¿ K s =¿

+¿¿ M ¿ −¿ ¿ OH 2) ¿ −¿ ¿ +¿+ X c¿ K B=¿ +¿ ¿ H ¿ −¿ ¿ OH 3) ¿ −¿ ¿ + ¿ + OH K W =c ¿ −¿ ¿ X 4) ¿ c ( HX ) +c ¿ +¿ ¿ M 5) ¿ c ( MOH ) + c ¿ H ¿ +¿ +¿ ¿ M ¿ −¿ 6) X ¿ ¿ −¿ ¿ OH ¿ c¿ ¿ 6 Gleichungen mit 6 Unbekannten zusätzliche Schwierigkeit: während der Titration ändert sich das Volumen und damit auch c 0 (Säure) und c 0 (Base)

1) Anfangspunkt/Endpunkt: pH-Wert der Säure bzw. Base

pH=−lg c 0 (HX ) pH = p K s−lg c 0 ( HX ) 2) Halbe Neutralisation:

−¿¿ X ¿ c¿ ¿ pH = p K s + lg ¿ 3) Äquivalenzpunkt: pH-Werte der gebildeten Salze

Indikatoren: -Phenolphtalein (siehe Bild): Umschlagsbereich bei pH-Wert 8,2-10 -Bromthymolblau: 6,0-7,6 -Methylorange: 3,1-4,4

Löslichkeit von Salzen (Masse eines Salzes, die in 100 ml Wasser gelöst werden können): -viele Salze sind schwerlöslich

−¿ ¿ +¿+Cl Bsp.: ¿ AgC l ( s) ⇌ Ag +¿ ¿ Ag ¿ MWG: −¿ ¿ Cl K L =c ¿ −10

K L ( AgCl ) =2∗10

Ag ¿ +¿ gesättigte Lösung: −¿¿ Cl c¿ ¿

mol ² l²

+¿¿ Ag K L =c ² ¿ +¿ ¿ Ag ¿ c¿ M ( AgCl ) =143,3 n=

g mol

m → 2∗1 0−3 g →2 mg M...