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Alt 07.05.2005, 19:18   #1   Druckbare Version zeigen
Kriegerdaemon  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 781
Ursachen der Nivellierung

Hallo Leute!

Mich würde mal interessieren, auf welchen Effekten die Nivellierung beruht. Ich hab mir dazu mal Gedanken gemacht und ich werd das Gefühl nicht los, dass ich dabei ganz mörderlich auf dem Holzweg bin. Ich hab den entsprechenden Satz gekennzeichnet:

Die sehr starke Säure HClO4 (Perchlorsäure) hat einen pKS von -10. normalerweise müsste man erwarten, dass eine wässrige Lösung dieser Säure oberhalb einer Konzentartion on 1M einen pH-Wert erzeugt, der kleiner 0 ist. Dies ist aber experimentell nicht zu beoachten, da die Protonen der HClO4 nicht direkt mit dem jeweiligen Messinstrument (bzw. Reagenz) reagieren sondern vollständig an die Wassermoleküle abgeben.

Warum ist das so?
pK-Werte der beteiligten Protolyte:
pKS(HClO4) = -7 (sehr starke Säure)
pKB(ClO4-) = 14 - (-7) = 21 (extrem schwache Base)
pKB(H2O) = 14 (sehr schwache Base)
pKS(H3O+) = 14 - 14 = 0 (sehr starke Säure)

Die pK-Differenz der beiden an der Hin- bzw. Rückreaktion beteiligten Sroffe ist gleich (jeweils 21). Kann man daraus schlussfolgern, dass die Rückreaktion mit der selben Intensität ablaufen müsste, wie die Hinreaktion, wenn es die Nivellierung nicht geben würde?

Wenn das stimmt, hab ich gerademal zwei magere Gründe dafür gefunden:

1. Die Konzentration der sehr starken Säure ist geringer als die Konentration des Wassers. Es gibt bei Weitem mehr Wassermoleküle als Säureprotonen.

2. Wasser ist in der Lage, Protonenladungen (nicht Oxoniumionen) viel schneller zu transportieren als andere Ionen. Bei Letzteren wird der Transport durch Diffusions- und Konvektionprozesse realisiert. Beim Transport von Protonen im Wasser spielen Wasserstoffbrückenbindungen zwischen dem H-Atom eines Wassermoleküls und den O-Atom eines benachbarten H2O-Teilchens eine Rolle.
Kriegerdaemon ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.05.2005, 19:28   #2   Druckbare Version zeigen
Pfiffikus Männlich
Mitglied
Beiträge: 55
AW: Ursachen der Nivellierung

also, ich weiss zwar nicht, was Nivellierung ist. Also hilft dir das jetzt wahrscheinlich auch nicht weiter, aber:

zu 2.) So weit ich weiss (was im Gegensatz zu dir nicht viel ist) werden Protonen im Wasser schneller transpotiert, als andere Ionen. Ein Proton springt quasi von Wassermolekül zu Wassermolekül!


Geändert von Pfiffikus (07.05.2005 um 19:38 Uhr)
Pfiffikus ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 07.05.2005, 19:45   #3   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Ursachen der Nivellierung

Also so richtig überzeugen mich deine pKs-Werte nicht.


Der pKs von H3O+ ist - 1,7 und der pKB Wert von Wasser ist 15,7.

Der niviliernde Effekt kommt dadurch zustande, dass die stärkere Säure vollständig dissoziiert, die Base H2O protoniert, wobei sich H3O+ und die konjugierte Base der starken Säure bildet.
H3O+ ist dann die einzige "saure Spezies" in der Lösung und bestimmt den pH-Wert.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.05.2005, 19:46   #4   Druckbare Version zeigen
Commander_Jinx Männlich
Mitglied
Beiträge: 45
AW: Ursachen der Nivellierung

Die Ursache für die nivellierung ist, das Wasser nur pKs-Werte zwischen -1,74 und 15,74 annehmen kann, deshalb können stärkere Säuren das Wasser nicht weiter protonieren.

edit: War ich wohl ein bisschen zu langsam.
Commander_Jinx ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.05.2005, 20:35   #5   Druckbare Version zeigen
Kriegerdaemon  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 781
AW: Ursachen der Nivellierung

Zitat:
Zitat von belsan
Also so richtig überzeugen mich deine pKs-Werte nicht.
Darüber können wir gern mal gesondert reden. Ich meine über die -1,7...
Zitat:
Zitat von belsan
Der niviliernde Effekt kommt dadurch zustande, dass die stärkere Säure vollständig dissoziiert, die Base H2O protoniert...
Das würde bedeuten, dass eine sehr starke Säure im äquimolaren Verhältnis mit Wasser (und darüber) tiefere pH-Werte als 0 erreichen kann? Oder schon vorher? Wie ist dann der Übergang?
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