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Alt 22.05.2004, 23:10   #18   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: HCl-Moleküle in 1M HCl

http://www.definition-info.de/Nivellierender_Effekt_des_Wassers.html

Zitat:
Nivellierender Effekt des Wassers Definition Bedeutung Info


Wässrige Lösungen gleicher Ausgangskonzentration von Ethansäure und Methansäure besitzen unterschiedliche pH-Werte, während man in gleich konzentrierten wässrigen Lösungen von Chlorwasserstoff und Perchlorsäure keine pH-Wert Unterschiede feststellen kann.
Hier macht sich der nivellierende Effekt des Lösungsmittels Wasser bemerkbar. Alle sehr starken Säuren reagieren mit Wasser nahezu vollständig, so dass man nicht mehr von einem Säure-Base-Gleichgewicht sprechen kann.

Folglich kann man für sehr starke Säuren auch keinen Säureexponenten im Bezug auf Wasser aufstellen. Um auch sehr starke Säuren bezüglich der Säurestärke unterscheiden zu können bestimmt man Gleichgewichtskonstanten in nichtwäßrigen Lösungen und überträgt diese annäherungsweise auf das Lösungsmittel Wasser.
Die stärkste in Wasser bekannte Säure ist H3O+ mit einem pKs-Wert von ~ 1,74.

Setzen wir für den Ks vorerst keinen Wert ein.

Code:
Ks * c(HCl) = c2(H3O+)
Ks * c(HCl) = (1-c(HCl))2
Ks * c(HCl) = 1 – 2 * c(HCl)) + c2(HCl)
0           = 1 – (2 + Ks) * c(HCl) + c2(HCl)
Code:
c(HCl)1/2    = (2 + Ks)/2 +/- (((2 + Ks)/2)2-1)1/2
Wir erinnern uns 101,74 ~ Ks << 106. Die Diskriminante wird damit, wenn wir für Ks = 101,74 einsetzen :

Code:
+/- (((2 + 101,74)/2)2-1)1/2 = 57,55
Lassen wir in

Code:
+/- (((2 + 101,74)/2)2-1)1/2
die “-1” weg, ergibt sich :

Code:
+/- (((2 + 101,74)/2)2)1/2 = 57,56
Das heißt, wir können näherungsweise annehmen, daß

Code:
+/- (((2 + 101,74)/2)2-1)1/2 ~ +/- (((2 + 101,74)/2)2)1/2
oder

Code:
c(HCl)1/2    = (2 + Ks)/2 +/- (((2 + Ks)/2)2-1)1/2
c(HCl)1/2    ~ (2 + Ks)/2 +/- (((2 + Ks)/2)2)1/2
c(HCl)1/2    ~ (2 + Ks)/2 +/- ((2 + Ks)/2)
womit sich für c(HCl) ergibt :

Code:
c(HCl)1      ~ 0
c(HCl)2      ~ 2 + Ks
c(HCl)2 ~ 2 + Ks

ist eine physikalisch nicht sinnvolle Lösung (ergibt sich bei quadratischen Gleichungen), womit

Code:
c(HCl)1      ~ 0
bleibt. Damit ist gezeigt, daß

a) HCl nahezu vollständig dissoziiert,
b) aufgrund der gemachten Näherung

Code:
+/- ((2 + 101,74)/2)2-1)1/2 ~ +/- ((2 + 101,74)/2)2)1/2
aber nicht zu 100.00% (Was einer Verletzung des Massenwirkungsgesetzes gleichkommen würde (Nulldivision)).

Geändert von bm (23.05.2004 um 18:45 Uhr)
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