Titration von mehrprotonigen Säuren - Anorganische Chemie

Berkovicol · 15.04.2018, 16:14

Hey Leute,

ich hätte eine Frage und zwar: Nimmt man bei der Titration von mehrprotonigen Säuren für den pH-Wert an den Äquivalenzpunkten immer den Mittelwert der beiden pKs-Werte? Also Beispielsweise für den ersten ÄP: pKs1+pKs2/2=pH. Wenn ja, nimmt man diese Formel bei allen Säuren, unabhängig davon, ob die stark oder schwach ist? Würde mich über eine Antwort freuen

PS: https://www.cup.uni-muenchen.de/puchinger/B3/beispB3_6.html das ist, was ich meinte. Gilt diese Formel für alle Säuren? Ich habe kompliziertere Formeln gesehen und habe mich gefragt, ob das so stimmen kann. Jedenfalls stimmt es bei der Phosphorsäure, wenn man zwei unterschiedliche Wege vergleicht. Man kommt auf das gleiche Ergebnis und das bei allen ÄP.

magician4 · 15.04.2018, 17:21

deine verlinkte beispielaufgabe basiert auf ( hier: zulaessigen) naeherungsannahmen (weil bei der phosphorsaeure die pKs-werte der einzelnen stufen ca. ${\Delta}$ pKs ${\geq }$ 3 haben)

der ansatz der sufenweise lokal-unabhaengigen behandlung ( unter ausblenden des nebengeschehens ) ist jedoch nicht stets und immer allgemein statthaft: liegen die pKs-werte deutlich dichter beieinander ( ${\to}$ zitronensaeure, weinsaeure ...), ist also bereits im pufferbereich des einen pKs die naechste stufe relevant ebenfalls deprotoniert / die vorherige stufe noch nicht hinreichend vollstaendig deprotoniert, so kommt man nicht so simpel davon, und muss ggf. ueber eine ladungsbilanzgleichung ( unter loesen unangenehm hoher terme in [H⁺]^x , wenns dumm laeuft) dann das problem knacken.

daher:
deine ansaetze gelten nur bei hinreichend hoher pKs-differenz, und dann:

- kann man den aequivalenzpunkt zwischen(!) zwei pufferpunkten gut naeherungsweise mit der amphoteren-formel berechnen. also:

Zitat:

Nimmt man bei der Titration von mehrprotonigen Säuren für den pH-Wert an den Äquivalenzpunkten immer den Mittelwert der beiden pKs-Werte?

ja, bei den zwischenaequivalenten geht das so

- der allerletzte aequivalenzpunkt muss dann jedoch nach den einschlaegigen formeln fuer einwertige basen ermittelt werten

Zitat:

Wenn ja, nimmt man diese Formel bei allen Säuren, unabhängig davon, ob die stark oder schwach ist?

nein, sowas geht erst ab "erste stufe allenfalls mittelstark oder schwaecher". es gilt auch nicht fuer ultraschwache saeuren (glycol, glycerin: hier majorisiert wasser mit seinem K_w das geschehen) oder mehrwertige saeuren, deren erste stufe stark oder ultrastark ist (schwefelsaeurer u.ae. : "nivellierender effekt des wassers")
... und natuerlich duerfen die konzentrationen nicht extrem klein werden (da schlaegt dann bei beispw. 10^-8 M halt das wasser selbst wieder dominant zu)
... und natuerlich eigentlich auch nicht groesser als 0,01 - 0,1 M (dann gilt a ${_\approx}$ c naemlich wirklich nimmer) , und dann sind da noch die ionenstaerke und die ladungen der saeure-anionen usw. usf ( auch hier ist schnell a ${_\neq}$ c )

${\to}$ genaugenommen kann man sich diese ganze pH-rechnerei "auf einfach" eigentlich fast immer in die haare schmieren, auch bei scheinbar so einfachen sachen wie einwertigen (mehr oder weniger starken) systemen, wenn es wirklich drauf ankommt.

... weshalb in der z.b. biochemischen praxis halt z.b. puffer ja auch immer zunaechst mit den gewohnten formeln grob-vorberechnet werden und dann danach durch zusatz weitere saeure (oder base) gegen pH-meter halt fine-getuned, oder man greift sich halt gleich ein real ausgearbeitetes rezept und ne praezisionswaaage

gruss

Ingo